Главная / Про Бетон / Бетон как материал для изготовления конструкций
Бетон как материал для изготовления конструкций
Организация бизнеса производство бетона и бетонных смесей для дальнейшей реализации на строительном рынке считается одной из прогрессивных идей современных предпринимателей. Открытие и ведение подобного рода коммерческой деятельности доступно многим желающим из-за адекватной цены, поэтому покупка небольшого завода будет хорошей инвестицией в будущее развитие. Невысокие размеры инвестиций в сравнении с другими видами производства наряду с высоким потребительским спросом является неоспоримым преимуществом среди других сфер бизнеса.
Прибыльность и доступность этого бизнес-проекта очевидна, ведь в бетоне нуждаются почти все сферы строительства, он незаменим в промышленном и частном использовании. Спрос на бетонные смеси высок в активно строящихся мегаполисах, а в сезон строительной активности (с начала лета до октября) только увеличивается.
Изготовление строительного бетона и смесей различного состава представляет собой довольно трудоемкий процесс, несмотря на легкость рецептуры. Технологически процесс производства бетона прост: достаточно тщательно смешать составляющие по рецептуре. Соединение песка, щебня и цемента в необходимых объемах является гарантией качества готового продукта. Для масштабного бизнеса понадобится использование промышленного оборудования.
Бетон и бетонные смеси изготавливают крупные производители, потребительский спрос которых обеспечивают, в основном, огромные строительные концерны. На производство бетона для розничной реализации направлена сфера малого бизнеса.
Актуальность бизнес-проекта по созданию небольшого производственного предприятия по изготовлению бетона обусловлена недостаточной удовлетворенностью общего потребительского спроса. Мини-заводы по производству бетонных смесей вполне конкурентноспособны на строительном рынке, учитывая достаточный спрос на сравнительно небольшие партии товара, необходимые при частном строительстве.
Производство строительного бетона на мобильных мини-заводах оснащено автоматическим оборудованием, что позволяет выпускать готовый продукт безупречного качества. Стационарный небольшой завод по изготовлению бетонных смесей может выпускать в час до 60 м³.
На приобретение оборудования для производства бетона на небольшое предприятие придется рассчитывать на сумму, превышающую 430 000 рублей. Для приобретения автоматизированной линии производства необходимо рассчитывать на капитал от 1,6 млн рублей. Мобильные линии (локальные) можно перемещать с одной строительной площадки на другую, что достаточно удобно для некоторых застройщиков. Чтобы успешно создать свое собственное небольшое производство, нужно выбрать, какого объема производительность необходима.
Мобильные мини заводы производства бетона стоят дешевле и подходят для малого бизнеса
Инвестирование средств в автоматизированное оборудование по производству бетона из цемента способно приносить в будущем около 1 млн рублей ежемесячно. К преимуществам такой бизнес-идеи относится необходимость задействовать минимальные единицы рабочей силы. Чтобы обеспечить полное обслуживание процесса производства товарного бетона, достаточно нанять троих специалистов. Производство бетона, технология изготовления, методы и рецептуры приготовления растворов из цемента не требуют особых научных знаний и специальных навыков, поэтому расходы на работающий штат можно значительно снизить. Эти расчеты относятся к стационарным и передвижным бетонным мини-заводам.
Для перевозки смеси потребуется покупка автобетоносмесителя. Стоимость этого оборудования, например, на основе грузовика » КАМАЗ «, варьируется начиная с 2,8 млн рублей. Это позволит также перевозить оборудование с помощью прицепного кузова.
Исторические знания о производстве бетона относятся к осени 1824 года и связаны с именем Дж. Аспдина — известного английского каменщика, который запатентовал серое вещество, дав ему название «Портландцемент» потому что оттенок похож на скалистые горы серого цвета, находившихся близ местечка Портленд. С тех пор применение бетона во всем мире приобрело широкую популярность в отрасли строительной промышленности. Смеси из бетона производятся по показателям ГОСТа 25192 и различаются по классам, маркам, параметрам назначения. Производство бетона из цемента может отклоняться от ГОСТа на основании индивидуальных рецептур завода-изготовителя, но не противоречить заданным стандартам.
Следует учесть, что бетоны классифицируются по составу, способу изготовления. Чаще всего требуется производство тяжелого бетона, применяемого при сооружении фундаментов, несущих и пролетных элементов конструкций, колонн, балок.
Базовое сырье для тяжелого бетона:
Цемент. Является основным компонентом, составляющим бетонную смесь. Имеет вид серого вещества с известняком в составе, который при поглощении влаги кристаллизуется, затвердевая . Марка цемента определяется проектом. Берут три части по объему .
Крупный заполнитель. Представляет собой гравий либо щебень. Допускается в общей массе взятой каменной крошки до 25-40% крупнозернистого песка. Лучше всего, если крупный заполнитель имеет острые сколы, без окатанных гладких поверхностей (что значительно ухудшает связь с цементным раствором). Щебенка добывается путем измельчения горных пород твердого типа. В изготовлении бетона применяется гранитная горная порода. Щебень из гранита качественный, стойкий к морозам и перепадам температур, имеет высокие показатели плотности и прочности при производственном сжимании. Добавляют в смесь 5 частей по объему .
Песок строительный или карьерный. Размер песчинок колеблется от 0,65 мм до 2,5 мм. Сферы употребления песка из карьеров неограничены. В строительстве применяется как в кладке, так и в штукатурных работах, а также, при изготовлении всех видов бетона. Нужно взять 3 меры .
Вода. Важно, чтобы этот компонент был очищен от посторонних примесей. Исходный показатель воды на определенное количество смеси определить однозначно не представляется возможным, так как изначальная влажность песка, щебенки и потребность во влаге самого цемента в порошке неизвестна. Объемную часть воды определяют в процессе замешивания после того, как смесь из песка, щебня, цемента будет тщательно вымешана .
Приблизительные объемы составляющих для приготовления бетона при заливке не несущих элементов внутри помещения (в целях экономии средств при строительстве):
Цемент сухой М400 3 меры;
Песок строительный 5 мер;
Щебенка 8 мер.
В сфере частного строительства предпочтительно использовать щебень, имеющий фракцию в 5:20 мм. Щебенка состоит из горных пород естественного происхождения, соединенного с дробленным речным гравием. Допустимо использовать искусственную щебенку, керамзит, шлаки, но здесь стоит учесть, что качественные характеристики таких компонентов в бетоне будут значительно ниже.
Тщательному смешиванию составляющих до однородной массы
Добавлению воды до консистенции густой сметаны, когда готовый раствор легко «выливать», при этом он должен заполнять все пустоты, не образуя воздушных пустот. Излишек воды также плох, как и недостаток: это приведет к усадке и растрескиванию готовых изделий, некачественным прочностным показателям.
В таких соотношениях и пропорциях сухой цемент является высокозатратным элементом в производстве. Чтобы получить бетонную смесь с хорошими показателями износостойкости, нужно заправлять смесь цементом хорошего качества, прочности. Удачным соотношением «Портландцемента» к наполняющей составляющей при наружном применении станут пропорции ближе к 2, но чаще всего используют соотношение 1:3.
Для многоэтажного, гражданского, частного строительства обязательно определяется проектом марка бетона, его прочностные характеристики, рассчитывается состав бетона. Не стоит менять его рецептуру, желая сэкономить: так значительно снижается его прочность, что скажется на сроке службы и безопасности будущего здания.
источник
Бетон является самым популярным строительным материалом. Сфера его применения очень обширна: он незаменим и при укладке дорожного полотна, строительстве тоннелей, мостов, возведении строений, и при производстве отдельных деталей. В зависимости от назначения существует несколько видов бетона.
Для решения эстетических задач зачастую используется специальная художественная разновидность материала. Поговорим о том, что представляет собой архитектурный бетон: состав, характеристики, области применения.
Бетон, получивший название архитектурного (а также декоративного, художественного или арт-бетона), используется в строительстве, интерьерном и ландшафтном дизайне. Его применяют для возведения архитектурных объектов и конструкций, сооружения декоративных изделий, а также отделки готовых поверхностей – там, где задумки дизайнеров с помощью обычного бетона реализовать невозможно.
С его помощью можно создавать формы с имитацией текстуры натурального камня и дерева, создавать идеально гладкие, шероховатые или рельефные поверхности.
Так же, как и другие виды бетонов, архитектурный вид нормируется государственными стандартами: ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 26633-2015.
Художественный бетон производится из цементно-песчаной смеси. Для обеспечения нужных технологических характеристик и декоративных свойств в состав вводятся различные добавки, повышающие пластичность, прочность, стойкость к влаге, морозам, регулирующие время твердения, а также наполнители и пигменты.
Состав архитектурного бетона:
Компонент
Описание
Норматив
Фото
Вяжущее
Применяется портландцемент ( в зависимости от требований: белого (чаще всего) или серого цветов) марок М400 или М500
ГОСТ 10178-85
Наполнители
Технология производства архитектурных бетонов предусматривает применение кварцевого песка, реже — мраморной крошки или стеклянного порошка. Совсем редко добавляется щебень нужного цвета для прочности и декоративности сооружения.
ГОСТ 8736-2014
Пигменты
Красящие пигменты, позволяющие получить изделие нужного цвета, вводятся в смесь на стадии замешивания, что позволяет добиться окрашивания в массе
ГОСТ Р 56585-2015
Модифицирующие добавки
Технология производства архитектурных бетонов различного назначения включает использование
для улучшения характеристик пластификаторов, противоморозных добавок, гидрофобизаторов, ускорителей или замедлителей твердения и т.д.
ГОСТ 24211-2008
Соотношение компонентов в смеси выбирается индивидуально, в зависимости от вида изделий, требований к ним, условий эксплуатации, типа формовки, марки цемента. Наиболее часто использующиеся пропорции при использовании портландцемента М500: на 1 часть цемента добавляется 3 части песка и 2 части воды.
Краситель вводится в количестве от 2-х до 5-ти% (максимальная добавка используется для получения насыщенного оттенка). Модификаторы используются, как указывает инструкция на упаковке.
Можно приобрести и готовый состав.
Важно! Зачастую применяется поверхностное окрашивание бетонных конструкций, для того, чтобы не изменять в худшую сторону характеристики бетонной смеси.
Свою популярность художественный бетон получил вследствие многих положительных качеств:
пластичности состава, дающей возможность производства сооружений любых форм и размеров;
способности точно имитировать фактуру, например, мрамора, что позволяет существенно сэкономить, так как цена бетонных изделий в разы меньше аналогов из природных материалов;
стойкости к различного рода внешним воздействиям: ударам, вибрации, истиранию, выветриванию, влаге, температурным колебаниям, ультрафиолетовому излучению, вследствие чего изделия не трескаются, не крошатся и не деформируются;
сравнительно невысокой стоимости;
за счет структуры материала возможности при помощи шлифования добиться идеальной поверхности;
высокой долговечности;
легкости в уходе;
отсутствию скользкости;
пожаробезопасности.
Однако производство конструкций и изделий относится к трудоемком операциям, поэтому сложные архитектурные композиции своими руками не всегда возможно изготовить. К тому же при проведении работ следует учитывать время жизнеспособности бетонной смеси. При выполнении отделочных работ зачастую приходиться прибегать к услугам спецтехники.
Важно! При выполнении облицовки фасадов требуется учитывать увеличившуюся нагрузку на фундамент и опорные элементы.
По составу смеси, и, соответственно, различным декоративным и конструктивным качествам, а также по способу формовки существует разделение этого материала на три группы:
Смесь служит для изготовления монолитных конструкций в опалубке.
Процесс производства — аналогичен технологии монолитного строительства из обычного бетона.
Этот вид бетона применяется при создании объемных декоративных композиций.
Архитектурные изделия из бетона — такие, как скульптуры или художественные композиции, производятся следующим образом:
создается прочный каркас;
его обтягивают сеткой;
на сетку наносится бетон;
через некоторое время, когда бетон немного схватится и его консистенция станет похожей на пластилин, руками или различными приспособлениями полуфабрикату придают необходимую форму.
Декоративный.
Такой бетон предназначен для отделки уже выполненных конструкций.
В зависимости от назначения, материал можно разделить и по следующим признакам:
Белый декоративный. Из этого бетона выполняется отделка фасадов, поверхностей внутри помещений.
Белый облегченный. Он предназначен для производства предметов и изделий, обладающих небольшим весом (элементы лестниц, обрамления окон и дверей, панно, материалы для отделки фасадов и интерьеров).
Бетонный раствор производится достаточно просто: просеянные сухие компоненты перемешиваются, после чего в однородную смесь (в углубление) вливается вода.
Видео в этой статье позволит подробнее ознакомиться с данным вопросом.
В зависимости от вида изделий, назначения, партии и требований к их характеристикам можно использовать несколько приемов, позволяющих изготовить бетон архитектурный: технология производства:
Такая технология архитектурного бетона применяется при декорировании вертикальных поверхностей или при отделке дорожек и площадок в загородных хозяйствах. Для проведения работ требуются матрицы, позволяющие получить необходимую фактуру бетонного основания.
Для этих же целей можно использовать валики с нанесенным рельефом.
Процесс состоит из следующих этапов:
грунтовка вертикального основания;
армирование его с помощью сетки;
нанесение толстого слоя раствора;
формирование при помощи формы фактуры поверхности (примерно через час после нанесения раствора) путем ручного продавливания;
в случае с садовыми дорожками предварительно следует подготовить основание для устройства декоративных плит, на котором уже и проводятся работы по изготовлению рельефа на свежевыложенном растворе;
Производство изделий из архитектурного бетона данным способом осуществляется посредством матриц и вибропресса, который оказывает значительное давление с вибрацией на формирующееся изделие. Этот довольно затратный метод эффективен при изготовлении больших партий деталей незатейливой формы (брусчатки, плитки). Прочность готовой продукции при такой технологии — наивысшая.
При помощи гидравлического пресса и пресс-форм можно производить довольно тонкостенные изделия. Производительность установок — не слишком высока.
Наиболее эффективной считается технология архитектурного бетона методом вибролитья. В данном случае можно получить изделия любой формы. Суть процесса заключается в заливке бетонного раствора в формы на виброплощадках.
Также не исключается использование глубинных вибраторов. Продукция характеризуется низкой себестоимостью, но производительность подобных производств — оставляет желать лучшего.
Таким способом можно изготовить малые архитектурные формы из бетона своими руками.
Матрицы для изготовления декора приобрести сейчас не сложно.
Как уже отмечалось выше, декор на возведенных основаниях и скульптурные композиции выполняются вручную, с использованием специальных инструментов.
Если нет опыта проведения такого рода работ, отсутствует оборудование или время, можно обратиться к зарекомендовавшим себя производителям изделий из арт-бетона. Студия архитектурного бетона сможет произвести конструкции по имеющимся в наличии формам, либо выполнит индивидуальный заказ.
Последним этапом производства конструкций из архитектурного бетона является обработка поверхности.
Механические способы:
Шлифование и полировка. После этого поверхность становится идеально гладкой.
Пескоструйная обработка. В результате создаются неровности.
Гравировка.
Декорирование. При желании готовые конструкции можно окрасить, облицевать мозаикой, нанести рисунки, позолотить.
Нанесение защитных покрытий.
Как можно было убедиться, из бетона можно не только строить дома и дороги. С успехом осуществляется изготовление малых архитектурных форм из бетона, украшающих сады, парки и интерьеры помещений, производится декорирование фасадов зданий и внутренняя отделка строений.
источник
Бетон является ведущим материалом в строительстве и, по мнению учёных, останется таковым ещё как минимум 40-60 лет. При этом технология производства бетона за последние полвека мало изменилась. Хотя процесс его изготовления является трудоёмким, применяемое оборудование конструктивно достаточно простое и недорогое. Это позволяет наладить выпуск популярного строительного материала без больших затрат.
Технология производства бетона была известна ещё древним шумерам, широко применявшим его 4000-5000 лет назад. Позже технологию переняли вавилоняне, египтяне и прочие цивилизации. Недавно в Сербии обнаружили постройку возрастом 7600 лет, пол которой залит 25-сантиметровым слоем бетона на основе известняка. Древний стройматериал, безусловно, отличается от современного, но принцип остаётся прежним: вяжущий материал посредством воздействия воды скрепляет балластовый наполнитель (песок, камни, солому). После высыхания смесь становится очень прочной.
Спустя тысячелетия древние римляне усовершенствовали технологию. Они обнаружили, что в обилии содержащийся на Апеннинах вулканический материал (туф, пемза, пепел) в сочетании с водой, песком, щебнем после трамбовки и высыхания становится крепким, как камень. В Римской империи из бетона массово строились общественные заведения, акведуки, канализации, частные дома. До сих пор крупнейшим сооружением, купол которого целиком выполнен из неармированного бетона, остаётся Пантеон, возведённый римлянами много веков назад. В определённой степени Великая Китайская стена также напоминает бетонную конструкцию.
После падения Рима, в эпоху Средневековья, технология была утрачена. Только в XVII-XVIII веках начались попытки возродить забытые секреты древних строителей. Джеймс Паркер в 1796 году запатентовал рецепт изготовления «римского цемента» на основе пуццоланов. Параллельно учёные искали альтернативные связующие вещества, которые способны заменить вулканические материалы.
Важный вклад внёс французский инженер-мостостроитель Луи Вика. Он обнаружил, что при смеси известняка и глины получается эффективное связующее вещество. В 1828 году он соорудил мост с применением цемента, а в 1840 году представил общественности доработанный материал – портландцемент, который массово применяется до сих пор.
Бетон – распространённый искусственный строительный материал, при застывании приобретающий каменнообразную форму. Известны различные способы производства бетона, но большинство из них сводится к смешиванию в определённых пропорциях связующего вещества (как правило, цемента), заполнителя (песка, гравия, бута и т. д.) и воды. Для улучшения качества смеси могут использоваться различные добавки: гидрофобизаторы, пластификаторы и другие. При изготовлении асфальтобетона вместо воды применяют битум.
Хотя компонентов бетона не так много, в мире существуют тысячи торговых марок, отличающихся процентным соотношением материалов и используемыми добавками. Классический состав бетона выглядит следующим образом:
цемент;
песок;
заполнитель (гравий, щебень, галька, керамзит и т. д.);
вода;
добавки (необязательно).
Процентное соотношение этих компонентов зависит от требуемой марки бетона, характеристик цемента, коэффициента влажности песчано-гравийной смеси, свойств добавок. Рекомендуемые пропорции при применении цемента М500 представлены в таблице.
Важнейшим фактором является количество воды. Обычно оно составляет 0,5-1 часть, однако должно высчитываться исходя из влажности смеси, желаемой прочности, степени текучести, времени схватывания, применяемых добавок. Коэффициент водоцементного соотношения в идеале должен составлять 0,3-0,5. При избытке воды прочность готового цемента снижается.
Одним из стратегических направлений развития технологии бетонов является применение добавок. Их в мире используются порядка 50 видов, при этом торговых марок – более 50 000. Каждое вещество (даже куриные яйца и мочевина) могут рассматриваться как добавки к бетонам и растворам. Чтобы улучшить состав бетона, учёные разрабатывают полифункциональные добавки, которые вызывают синергический эффект.
В конце XX века были изобретены и внедрены суперпластификаторы – многокомпонентные универсальные добавки, которые обладают пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами. Это позволило строительству перейти на массовое применение высокоподвижных, литых бетонных смесей и высокопрочных бетонов с прочностью на сжатие до 80 МПа и до 4 МПа на растяжение.
Технология производства бетона в промышленных масштабах включает этап уплотнения бетонных смесей. Как правило, делается это посредством вибрации, во время которой заполняются микроскопические пустоты. Также достаточно распространенным является центробежный способ (безвибрационный) формирования железобетонных изделий, особенно при обработке бетона для изготовления безнапорных труб.
Процесс производства бетона высокого качества, как правило, подразумевает использование в дальнейшем вибрационных установок. Наиболее широко распространённым видом вибрационного формирования является стендовое (станковое) виброуплотнение. В данном случае формы с бетонной смесью устанавливают на виброплощадку, которая подлежит колебаниям от вибрирующего механизма.
Для стендовой вибрации применяются виброплощадки различного вида, в этом заключаются технологические особенности метода. Их классифицируют по компоновке стола и вибрирующего органа, грузоподъёмности и основным параметрам вибрации. По компоновке различают:
механизмы, имеющие один стол с расположенным снизу вибровозбудителем;
виброплощадки блочного типа, состоящие из унифицированных блоков с одним вибровозбудителем, расположенным под столом одного из блоков.
Грузоподъёмность площадок определяется мощностью приводных двигателей. Наиболее распространены виброплощадки грузоподъемностью 3, 5, 7, 10 и 15 т, реже – 20 и 25 т. Грузоподъемность блочных механизмов находится в пределах 2-24 т.
Наиболее сложная технология производства бетона – вибровакуумирование смесей. Она характеризуется сочетанием периодического вакуумирования с вибрированием. Вибрации осуществляются для укладки и уплотнения бетонной смеси. В процессе вакуумирования вибрация включается на достаточно короткий срок для того, чтобы локализовать трения между частицами смеси, способствовать лучшему заполнению парогазового пространства.
Величина вакуумного разрежения составляет 75-80 % от абсолютного значения. В результате образуется градиент давления, под действием которого чрезмерная вода, воздух и паровоздушная смесь направляются из зон с атмосферным давлением в вакуум-источники и удаляются из бетона.
Вибропрессование применяется для формирования многих изделий, в частности для производства тротуарных плит и дорожных элементов, при изготовлении напорных железобетонных труб и других изделий из жёстких, в основном мелкозернистых смесей.
Сущность центробежного формирования заключается в том, что при вращении форматора с равномерно распределённым слоем бетонной смеси возникает центробежное давление, под действием которого проходит сепарация частей твёрдой фазы по величине и их сближение, сопровождающееся вытеснением воды со взвешенными в ней диссоциированными ионами и высокодисперсными фракциями цемента.
Для устранения структурной и текстурной неоднородности, снижающей прочность бетона, предложен способ послойного уплотнения бетонной смеси. Благодаря этому способу формируется однородная текстура бетона по всему сечению стенки изделия. С целью повышения физико-механических свойств центрифугированного бетона применяется повторное центрифугирование после разрыхления уплотненной смеси.
Оборудование для производства бетона варьируется в широчайших пределах: от простейших ручных бетономешалок до промышленных многоуровневых комплексов. Для частного строительства удобно использовать небольшие механизированные (электрические, дизельные) бетономешалки. Их стоимость начинается от 5-6 тыс. рублей. Загрузка компонентов проводится вручную. Существенными недостатками являются сложность точной дозировки добавляемых материалов, отсутствие механизмов для уплотнения смеси, низкая производительность.
Если стоит цель организовать небольшое частное предприятие, то оптимальным вариантом станет мобильный завод по производству бетона. Оборудование для мини-завода стоит относительно недорого – от 400 тыс. рублей, что дешевле легкового автомобиля. При этом прибыльность предприятия ежемесячно может достигать 1 млн рублей.
Дороже стоят автоматизированные линии с мощной установкой смешивания компонентов, вибросистемой, конвейерной загрузкой материала в бетоновоз. При стоимости от 1,5 млн рублей они демонстрируют отличную производительность для обеспечения бетоном частных клиентов и небольших строительных фирм.
Особенности производства бетона на специализированных предприятиях заключаются в использовании мощного многоуровневого оборудования, вибрационных, вибровакуумных либо центробежных установок, различных присадок, пластификаторов. Здесь изготавливают не только бетон, но и конечные изделия из него – от тротуарной плитки, бордюров и канализационных колец до лестничных пролётов, сборных конструкций для панельного домостроения, элементов мостов и промышленных сооружений.
На крупных предприятиях количество и качество компонентов рассчитывается в заводских лабораториях до десятых долей процентов. Профессиональное оборудование позволяет использовать минимально допустимое количество воды, что значительно улучшает качество готового материала, а применение добавок увеличивает время схватывания и степень текучести бетона. Бетоносмесительные установки размешивают смесь до однородной массы с качеством, недостижимым для дешёвых бетономешалок.
источник
Общие сведения
Бетон – искусственный каменный материал, получаемый путем затвердевания рационально подобранной смеси минерального или органического вяжущего вещества, заполнителей, воды и добавок. Это один из самых массовых строительных материалов, обладающий комплексом ценных свойств, способностью приобретать любые формы в зданиях и сооружениях, сравнительно низкой стоимостью.
Классификация бетонов.Бетоны классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.
По плотности различают особо тяжелые бетоны с плотностью более 2500 кг/м 3 ; тяжелые – 1800. 2500 кг/м 3 ; легкие – 500. 1800 кг/м 3 ; особо легкие – менее 500 кг/м 3 . Особо тяжелые бетоны получают на основе заполнителя из железной руды, барита, чугунного скрапа, свинцовой дроби; тяжелые – на основе заполнителя из плотных горных пород: гранитов, диабаза, песчаника и др. В легких бетонах используют природный или искусственный пористые заполнители, в том числе пемзу, керамзит, аглопорит и др. Особо легкие бетоны (теплоизоляционные) отличаются тем, что своеобразным заполнителем в них являются воздушные или газовые поры-ячейки.
По виду вяжущего бетоны делят на цементные (цементобетоны), гипсовые (гипсобетоны), силикатные, полимербетоны, асфальтобетоны и т.д.
По назначению бетоны бывают: общего назначения (для несущих и ограждающих конструкций); специального назначения (для защиты от радиации, для дорожных и аэродромных покрытий, жароупорные, кислотостойкие, гидроизоляционные, декоративные и др.).
Вяжущее вещество.Для изготовления обычного бетона наиболее широко применяют минеральные вяжущие вещества, прежде всего портландцемент и его разновидности. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.
Заполнители часто называют инертными материалами. Однако они существенно влияют на структуру и свойства бетона. Заполнители создают жесткий каркас и поэтому значительно уменьшают деформации бетона при твердении и под нагрузкой. В качестве заполнителей преимущественно используют местные горные породы и вторичные ресурсы (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как на их долю обычно приходится до 80 % объема бетона. Легкие пористые заполнители снижают плотность бетона и улучшают его теплотехнические свойства.
В бетоне применяют мелкий и крупный заполнители. Мелким заполнителем (менее 5 мм) для тяжелого бетона является природный или искусственный песок. Наиболее часто используемый в качестве мелкого заполнителя природный песок представляет собой рыхлую смесь зерен, образовавшуюся в результате выветривания горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород. Экономически целесообразно в качестве мелкого заполнителя использовать соответствующие по крупности отходы обработки природных каменных материалов.
Крупный заполнитель (обычно 5 – 70 мм, иногда до 150 мм) для тяжелого бетона подразделяют на гравий и щебень. Гравием называют рыхлый неорганический материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен. В нем могут содержаться зерна высокой прочности (например, гранитные) и слабые зерна пористых известняков. Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью или гравелистым песком. Щебнем называют крупный заполнитель для бетона, полученный в результате дробления горных пород. Зерна щебня имеют угловатую форму. Желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетона высокой прочности обычно применяют щебень, а не гравий.
К заполнителям бетона предъявляются различные требования. Наибольшее значение имеют зерновой состав и содержание вредных примесей, а для плотных заполнителей тяжелого бетона – еще и прочность, морозостойкость, содержание естественных радионуклидов и стойкость к различным формам распада.
Зерновой (гранулометрический) состав показывает соотношение в заполнителе зерен разной крупности. Оптимальный зерновой состав обеспечивает плотную упаковку зерен заполнителя, что снижает расход цемента и повышает прочность бетона. Различают заполнители с непрерывной и прерывистой гранулометрией. В первом случае в заполнителе встречаются зерна всех размеров в диапазоне от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителе отсутствуют зерна каких-либо промежуточных фракций, то его гранулометрию называют прерывистой. Обычно прерывистая гранулометрия обеспечивает меньшую пустотность заполнителя, однако в этом случае уменьшается подвижность бетонной смеси вследствие защемления мелких зерен между крупными, и для получения пластичной бетонной смеси толщина обмазки зерен заполнителя цементным тестом должна быть больше. В результате уменьшается возможность экономии цемента за счет снижения пустотности заполнителя.
Зерновой состав песка определяют просеиванием его через стандартный набор сит с отверстиями в свету 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм. Процентное отношение массы остатка на сите к массе взятой пробы называется частным остатком (%) и вычисляется по формуле
,
где Gi ─ остаток на i-м сите, г; G ─ масса пробы песка, г.
Полный остаток на любом сите Ai (%) равен сумме частных остатков на ситах с большими размерами, включая и данное сито:
.
Модуль крупности песка Мк вычисляют по формуле
,
где – полные остатки на соответствующих ситах, %.
Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса: I и II. По крупности песок подразделяют на группы: очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний и мелкий; а во II классе выделяют еще очень мелкий, тонкий и очень тонкий. Результаты просеивания песка часто представляют графически в виде ломаной линии (кривой просеивания), наносимой на область допустимых значений на графике зернового состава (рис.6). При этом содержание в песке зерен крупностью свыше 10 и 5 мм, а также менее 0,14 мм, пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках ограничивается. Органические примеси (например, гумусовые) допускаются только в очень незначительном количестве, т.к. они сильно снижают прочность и даже разрушают бетон.
Зерновой состав крупного заполнителя характеризуют наибольшей и наименьшей крупностью его зерен. Наибольшая крупность щебня (гравия) определяется размером отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, наименьшая – размером сита, на котором полный остаток не менее 95 %. Кривая просеивания щебня (гравия) должна располагаться в пределах заштрихованной площади графика зернового состава, т.е. в области плотных смесей (рис.7).
Рис.6. Зерновой состав песка:
1 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 1,5); 2 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,0) для бетонов класса В-15 и выше; 3 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,5) для бетонов класса В-25 и выше; 4 ─ верхняя граница крупности песков (модуль крупности 3,25)
Рис.7. Зерновой состав щебня (гравия)
Пустотность крупного заполнителя не должна превышать 45 %. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей по массе в щебне из изверженных пород допускается не более 1 % (для бетонов всех классов); в щебне из карбонатных пород – 2 % (для бетонов класса В 22,5 и выше) и 3 % (для бетонов класса В 20 и ниже). С целью радиационно-гигиенической оценки заполнителей бетона контролируют для них удельную эффективную активность естественных радионуклидов.
Добавки классифицируют по основному эффекту действия: 1) наполнители и микронаполнители, улучшающие структуру бетона на микроуровне, т.е. структуру связующего вещества; 2) регуляторы свойств бетонной смеси – пластификаторы и суперпластификаторы, водоудерживающие добавки; 3) регуляторы сроков схватывания и твердения бетона – ускорители, замедлители, противоморозные добавки; 4) регуляторы структуры – газообразователи, пенообразователи, уплотняющие добавки; 5) ингибиторы коррозии стальной арматуры; 6) придающие бетону специальные свойства – расширяющиеся, гидрофобизирующие, антикоррозионные, электропроводные добавки, пигменты и др. Некоторые добавки обладают полифункциональным действием, например, одновременно пластифицирующим и воздухововлекающим, пластифицирующим и замедляющим эффектами и т.п. Применение разнообразных химических добавок и дисперсных минеральных компонентов в сочетании с соответствующим подбором состава бетона позволяет эффективно управлять его технологией на всех этапах и получать строительные композиты с заданными структурой и свойствами.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения:Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9480 — | 7508 — или читать все.
(%) и вычисляется по формуле
,
.
,
– полные остатки на соответствующих ситах, %.
| 7508 — 
или читать все. 