Бетон: состав, виды, получение

Кирпич

История изобретения бетона

Если разговор идет о практичном строительном материале, то сразу вспоминается бетон. Это искусственно созданный материал, похожий на камень, получение которого происходит в результате схватывания (затвердевания) предварительно перемешанного и уплотненного раствора.

Бетон — материал нашего времени

Многие знаменательные события происходят во Франции в 18 веке. Один из них связан со строительством. «Бетон» — это французское слово, которое здесь впервые было использовано.

Бетон: состав, виды, производство

Бетон — давно известный

Существует несколько версий внешнего вида бетона. Одна из них гласит, что однажды археологи обнаружили бетонный пол в небольшой хижине, толщина которого составляла четверть метра (25 см). Находка, находящаяся на территории бывшей Югославии, относилась к каменному веку (предположительно — 5 600 г до н.э.). Как оказалось, раствор бетонного пола состоял, в том числе, из красноватого цвета известь местная и гравийная.

В Египте был найден цемент, датируемый 950 годом до нашей эры, в гробнице Тевы и при строительстве галерей известных египетских пирамид также использовался цемент. Этот строительный материал в Древнем Риме назывался «римский бетон». Его начали использовать примерно в 4 веке до нашей эры, с тех пор под мостом прошло много воды, однако построенный из него римский Пантеон сохранился до наших дней и даже пережил несколько землетрясений.

Были проведены исследования древних поселений в Риме, и был сделан вывод, что для строительства использовались два типа бетона:

  1. естественный;
  2. искусственный.

Натуральный был взят из обломков горных пород, связанных различными минералами (например, гипсом, известью, кальцитом). Песчаник, брекчия, конгломерат можно отнести к естественным.

До появления цемента в качестве связующего использовалась известь. Кроме нее использовали еще жирную землю и глину, которая в сочетании с водой превратилась в пастообразную массу, которая вскоре засохла и приобрела хорошую прочность. Именно из этой кашицы сначала построили кирпичные дома, а позже даже начали возводить храмы.

В Испании до наших дней сохранились формованные стены, выдержавшие не одну непогоду в течение многих лет подряд. Для их строительства использовался метод штамповки (иначе — трамбовка). На свое усмотрение строители брали: камень и влажную землю или камень и глину, которые помещали в деревянную опалубку.

Развивалась строительная промышленность, создавались искусственные вяжущие (известь, гипс), полученные благодаря термической обработке сырья. Когда появился достаточно широкий ассортимент вяжущих, полученные бетоны и растворы стали чаще использовать в строительстве.

С их помощью производились не только бетонные перекрытия, но и заливка фундаментов зданий. Под фундамент выкапывали траншеи, насыпали в него гальку (мелкий камень), затем заливали смесью извести с песком, глиняной массой. Это здание стало прочным фундаментом для дальнейшего строительства.

Состав материала

Бетон: состав, виды, производство

Таблица: состав бетона

Судя по всему, бетон давно популярен. Специалисты в области строительства обратили внимание на отличную прочность, водонепроницаемость и простоту укладки бетона.

Что входит в состав бетона? Прежде всего, ответ напрашивается сам собой: бетон, песок, вода и гравий. Но так бывает не всегда. Современный бетон отличается еще и тем, что в него, помимо вышеперечисленного, добавляются химические ингредиенты. Именно те, которые улучшают свойства затвердевания, схватывания и заполнения, влияют на качество.

Современный бетон состав

В 20 веке в бетон положительно влияли различные компоненты, которые положительно влияли на его свойства. В конце прошлого века появились бетоны, претерпевшие некоторые модификации, их еще называют бетоном «последнего поколения». Построенные ими постройки долговечны, надежны и привлекательны. Известный модификатор бетона МБ, представляющий собой композиционный порошок на органоминеральной основе.

Бетон: состав, виды, производство

Состав: самоуплотняющийся бетон

Минеральная часть — это кремнеземный дым или смесь с кислой летучей золой. Органическая часть — пластификатор или смесь с ним, имеющая регулятор твердения с добавками. Важным фактором является соотношение микрокремнезема и летучей золы в минеральной части, по этой причине модификаторы делятся на 4 типа: МБ-01; МБ-30С, МБ-50, МБ-100С.

Бетон относится к строительным материалам из искусственного камня, состоящим из инертных заполнителей (чаще всего это песок, образующийся при эрозии пород твердого происхождения, который представляет собой рыхлую смесь зерен (диаметром от 0, 15 мм до 5 мм), воды и связующие. Эта смесь хорошо перемешивается.

Более подробную информацию о строительных смесях можно найти в этой статье.

Какими бывают инертные заполнители?

Для бетона обычно используют заполнители: кварцевые речные пески как наиболее чистые, не требующие промывки, так как содержат глину, мелкие пылевидные фракции и ил не более 5% по массе. Для бетона не используется песок со средним размером зерна менее 0,2 мм. Помимо подходящей для бетона гранулометрии песка важен объем пустот, который не должен превышать 40 процентов; гравий — добывается из рыхлых отложений, образованных естественным разрушением осадочных или метаморфических магматических пород.

Бетон: состав, виды, производство

Инертные заполнители для бетона

Для бетона больше всего подходит гравий с щебнем; Щебень — еще один из заполнителей для бетона. Его производство основано на дроблении горных пород (это может быть гранит, диабаз, песчаник, доломит, известняк) или части кирпича (лом), отходы шлака. Для измельчения камня в щебень используют камнедробилки (в основном щековые). Размер щебня должен быть от 5 мм до 150 мм.

Чаще всего вяжущим в бетоне выступает цемент, в процентном отношении он должен быть по весу бетона — от 10 до 15. Тогда получается, что процентное содержание — воды и инертных заполнителей — будет 90-85.

Заполнитель также может быть битумом (асфальтобетон). Если для заполнителей используются местные материалы, это снижает стоимость бетона.

Речные (чистые) кварцевые пески с зернистостью от 0,15 мм до 5 мм часто представляют собой мелкий заполнитель, содержание слюды в них не должно превышать 0,5 процента, а различных примесей пыли, ила, глины — не более 5 процентов.

Среди крупных заполнителей широко распространен щебень, который получают в результате искусственного измельчения твердых, морозостойких (прочных.

Для работы с массивными конструкциями щебень берется не более 150 мм, а самый популярный — 5–80 мм. Если используется щебень (крупный заполнитель), он должен быть такого же размера, как щебень, иметь такую ​​же морозостойкость только в тех случаях, когда он используется влажным от воды, а также при замораживании и оттаивании.

Для комфортной работы со свежеприготовленной бетонной смесью она должна обладать достаточной подвижностью и комфортно прилегать при вибрации. После изготовления бетона его прочность быстро увеличивается в течение недели или двух.

Марка бетона определяется пределом прочности в кг / см2 при сжатии стандартного бетонного куба размером 20 х 20 х 20 см. Куб проходит испытания через четыре недели после изготовления. Также в СССР были созданы следующие марки: 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500. На прочность цемента влияет водоцементное соотношение и активность самого цемента.

Как получают и применяют бетон

Его получают путем варки искусственной массы материалов перед спеканием, проверенной с большой точностью, с содержанием карбоната кальция (который находится в чистом или мергельном известняке и т.д.) и глины (также может быть разным: известняк, мергель и т.д.) .), а затем тонкоизмельченный портландцемент или шлак (по сравнению с портландцементом схватывание и твердение в первые несколько дней происходит медленнее). Но с его устойчивостью к действию соленой воды (по сравнению с портландцементом) не поспоришь, поэтому его можно использовать для монолитных и железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений. Его можно использовать в кладочных растворах, при изготовлении бетонных полов и камней.

Бетон: состав, виды, производство

Оборудование для производства бетона

Указанные качественные показатели бетона определяются путем установления состава бетонной массы, марки цемента и качества заполнителей. Для расчета расхода цемента на кубический метр бетона необходимо учитывать требуемые требования к прочности и плотности, экономичность бетона и пластичное состояние бетонной массы. При необходимости возведения железобетонной конструкции, которая будет располагаться на открытом пространстве или в воде, расход бетона, как правило, составит 250 кг / м3, а для конструкций и устройств внутри помещений — не менее 220 кг / м3.

Для железобетонных конструкций требуется обычный бетон.

Строительные стены и легкие потолки нуждаются в легком бетоне (можно использовать шлакобетон).

Особой легкости требует теплоизоляция (пенобетон и ячеистый бетон).

  

Виды бетонов

Бетон: состав, виды, производство

Виды бетона и деление на классы

Взяв за основу объемный вес, бетоны делятся на 5 видов:

  1. особенно тяжелые, с насыпной плотностью (OW) более 2700 кг / м3, используются тяжелые заполнители: стальные опилки (железобетон) или тяжелый лонжерон;
  2. тяжелые или обыкновенные (с ОВ — 2 100–2 600 кг / м3) с заполнителями: кварцевый песок, щебень или гравий, обязательно из плотных пород;
  3. легкий (ОВ — 1 800 кг / м3 — 000 кг / м3) с легким заполнителем, например, щебнем;
  4. легкие (с ОВ — от 1000 кг / м3 до 1800 кг / м3) с более легкими заполнителями (керамзит, туф, шлак, пемза);
  5. особо легкие (ОМ — от 400 кг / м3 до 1000 кг / м3), часто включают пенобетон (ячеистый бетон, пенобетон), который не содержит или содержит очень мало твердых заполнителей.

Самые популярные — тяжелый бетон. В качестве вяжущего лучше всего подходит портландцемент (силикатный цемент).

Как известно, первыми стали использовать цемент египтяне, за ними последовали римляне и греки. Пантеон и Колизей — яркое тому подтверждение. Английский каменщик Джозеф Аспдин в 1824 году запатентовал странное серое вещество и дал ему название «портландцемент». Нечто подобное Э. Челиев изобрел в Москве в первой четверти ХХ века. Вскоре Россия узнала об Аспдин цементе. Произошло это в 1847 году, с которого началась эра бетона. Вот как это бывает!

Еще по теме:

  • Производство бетонного кирпича
    [содержание]

Оцените статью