Что такое бетон — определение, виды и их применение

Тонкости технологии производства

Как известно, технология производства бетона с небольшим весом существенно отличается от производства тяжелого бетона. Чтобы создать качественный продукт пористый элемент нужно поместить в сухие условия, где отсутствует влага. При этом фракции не должны быть смешанными, а раздельными. В противном случае состав продукта будет отличаться от требуемого.

Также важно осторожно доставить заполнители на место производства. Любое разрушение, проникновение влаги или смешивание существенно навредят консистенции. В большинстве случаев легкие смеси создаются в специализированных смесителях, где исключена вероятность расслоения составляющих

Воду подают в емкость постоянно до завершения загрузки. Время смешения определяется работой смесителя, скоростью оборотов и плотностью смеси

В большинстве случаев легкие смеси создаются в специализированных смесителях, где исключена вероятность расслоения составляющих. Воду подают в емкость постоянно до завершения загрузки. Время смешения определяется работой смесителя, скоростью оборотов и плотностью смеси.

Изделия из описываемого стройматериала часто поддаются дополнительной обработке в среде с насыщенным паром. Для ускорения затвердевания бетона, лучше задействовать беспаровой прогрев в среде с пониженной влажности. Именно такой подход гарантирует полную очистку материала от влаги, не нарушая прочностные показатели.

Способы повышения плотности бетона

Существует множество способов получения раствора необходимой плотности. Наиболее популярный из них – снижение количества воды в приготовленной смеси

Однако здесь следует принимать во внимание одновременное снижение текучести бетона, которое усложнит выполнение строительных работ. Для сохранения оптимальной подвижности смеси часто используются специальные добавки – пластификаторы, предназначенные для снижения объема воды в растворе

Дополнительно для повышения плотности можно использовать следующие способы:

  • Добавление в раствор самого мелкого по размеру наполнителя. За счет этого можно снизить число пустот в железобетонной конструкции.
  • Уплотнение смеси вручную или посредством инструмента. Достаточно проткнуть раствор обычной лопатой, чтобы обеспечить лучший выход воздуха и воды на поверхность.
  • Использование цемента, который расширяет смесь или дает минимальную усадку. Благодаря этому стройматериал сохранит свое качество, но будет менее пористый.
  • Подогрев залитого раствора. При повышенных температурах происходит более быстрое испарение влаги, что повышает плотность бетона кг/м³ и увеличивает его массу.

Следует понимать, что такие показатели, как плотность и прочность бетонных смесей, являются крайне изменчивыми. Чем больше влаги в составе, тем бетон менее плотный и более пористый. Кроме этого, на объемный вес влияет качество используемого цемента. При получении бетона целесообразно применять цемент более высокой марки (примерно на 2–3 класса выше), поскольку разница будет компенсирована водой и песком.

Автор статьи

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

  1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
  2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
  3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

Состав бетона — основные компоненты

Чтобы быть уверенным в качестве бетонной смеси, ее изготовление лучше всего заказать на специальном заводе. Но при строительстве частных домов и небольших хозяйственных построек их хозяева нередко изготавливают бетон самостоятельно. Преимущественно в таких случаях изготавливается классический вариант бетона, состоящий из песка и щебня в качестве наполнителей, цемента и воды.

Входящий в состав бетона песок должен быть средней или крупной фракции — песчинки от 1,2 до 3,5 мм в диаметре. Мелкие фракции песка для изготовления бетона не подходят, их трудно связать в единый монолит. Поэтому бетонные конструкции с использования песка мелких фракций быстро раскрошатся.

Помимо фракции для прочности бетона важное значение имеет и чистота песка. В теории песок должен быть чистым, без примесей, но в реальности это пока неосуществимо

Поэтому допускается наличие в его составе небольшого количества глины или ила, но общее количество таких примесей не должно превышать 5%.

Другой материал, используемый для приготовления бетона, — щебень или гравий. К ним тоже есть свои требования: размеры используемых для наполнения бетона материалов должны быть в диапазоне от 1 до 8 см. Наполнителями могут быть не только эти материалы, но и керамзит, а для обустройства бетонного фундамента часто используют битый кирпич.

Чем мельче фракция наполнителя, тем прочнее будет искусственный камень. При его самостоятельном изготовлении лучше использовать наполнитель размером не более 2-3 см, максимально очищенный от глины и других примесей.

Используемая для приготовления бетона вода тоже должна быть максимально чистой. Чем больше в ней будет растворенных солей и посторонних примесей, тем хуже будет качество искусственного камня.

В роли вяжущего при производстве классического бетона используют различные виды цемента:

  • портландцемент;
  • шлакопортландцемент;
  • пуццолановый цемент.

Шлакопортландцемент

Портландцемент Пуццолановый цемент Портландцемент является основным видом при изготовлении строительных конструкций и заливке фундамента. Шлакопортландцемент обладает пониженной морозостойкостью, а пуццолановый цемент — высокой влагостойкостью. Последний используют для приготовления бетонных конструкций, предназначенных для подземных и подводных сооружений.

Плотность разных видов железобетона

Железобетон представляет собой сочетание бетона и стали, обладает уникальными свойствами. Благодаря своей прочности, долговечности, надежности он нашел широкое применение в строительной сфере. При проектировании учитываются многие его технические характеристики, одной из которых является объемный вес. Значение этой величины требуется для расчета нагрузки на основание определения теплопотерь монолита, трудоемкости работ. Учитывается при оценке расходов на закупку и доставку нужного количества материала.

Объемный вес напрямую связан с плотностью. Чем выше значение этого показателя, тем больше плотность бетонного камня. Зависит он и от наполнителей: оказывают влияние такие их характеристики, как плотность, степень пузырькового заполнения. К тому же, прочность продукта формируется под действием марки цемента.

Разновидности

Выделяют несколько типов железобетона в зависимости от его плотности:

1. Особо тяжелые (более 2500 кг/м3). Применяются магнетиты, бариты, гематиты, металлические скрапы.

2. Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Наполнителями этой марки служат щебень и гравий.

3. Легкие (от 500 до 1800 кг/м3): песок, перлит, керамзит, арболит и другие компоненты. К данному типу относятся пенобетон и газобетон.

4. Особо легкие (менее 500 кг/м3).

В зависимости от плотности различается область использования материала. Более легкие марки подходят для теплоизоляции. Облегченные применяются в качестве готовых блоков. Тяжелый бетон незаменим при закладке фундаментов, строительстве монолитных конструкций. Особо тяжелые составы требуются на ответственных участках бронеколпаков, возведения других защитных объектов. Они хорошо препятствуют радиоактивному излучению.

Фактическая и расчетная плотность

В большинстве случаев фактическая плотность железобетона отличается от расчетного значения величины. Причиной этого является технология его изготовления. При возведении монолитных или сборных сооружений в состав смеси попадает воздух, что приводит к образованию в бетонном растворе различного размера каверн. Для повышения качества конечного продукта и его уплотнения применяется вибропрессование. Обозначенные выше параметры объемного веса справедливы, если при производстве использовался этот метод.

На практике данная технология может не подходить по определенным причинам. При строительстве конструкций заливается готовый раствор, который впоследствии затвердевает. Плотность при таком типе монтажа железобетона снижается в среднем на 100-150 кг/м3.

Удельный вес железобетона

Следует учесть, что показатели объемного веса соответствуют чистой массе бетона. Но для сохранения эксплуатационных характеристик в условиях постоянного действия сил сжатия и растяжения его укрепляют металлическим каркасом. Он представляет собой пространственную рамку из сваренных стальных прутков. В процессе производства железобетонных конструкций раствор прочно соединяется с арматурой, создавая целостный материал. На плотность будет влиять число и сечение прутьев, а также способ их укладки.

Для упрочнения используются различные виды арматуры, часто применяется класс AIII. В зависимости от необходимой прочности определяется количество стальных прутков для укладки. В 1 м3 железобетона может содержаться от 70 до 320 кг арматуры.

Для расчета удельного веса готового продукта следует определить объем, занимаемый стальными прутками. Затем вычесть массу бетона, которая способна занять его. К полученной величине добавить массу арматурного прутка. При возникновении сложностей можно сложить составляющие компоненты за вычетом испаряющейся воды.

hardstones.ru

О прочности тяжелого бетона

Тяжёлый бетон может обладать разной прочностью, о которой можно узнать по марке. Она указывает на прочность на сжатие. Это значение выражается в кгс/см2. Цифра после буквы указывает приблизительное значение прочности. Например, у бетона марки М250 этот показатель равен 261,93 кгс/см2, тогда как бетон марки М400 имеет прочность, которая эквивалентна 392,9 кгс/см2.

Прочность бетона марки М450 равна 458,39 кгс/см2. Тогда как если марка выглядит следующим образом: М500, то прочность в данном случае достигает отметки в 523,87 кгс/см2.

Прочность бетона и его марка зависят от количества цемента, который входит в состав. Чем его объём больше, тем выше окажется марка и наоборот.

От чего зависит плотность?

Плотность бетонной смеси, применяемой при изготовлении конструкций и изделий — это отношение веса к объему измеряется в кг/м³ или т/м³. Она зависит от пропорций и качества ингредиентов, входящих в состав раствора, влияет на характеристики получаемого материала, в том числе на прочность. Также влияние оказывает наличие пор — чем выше пористость камня, тем ниже его объемный вес.

Факторы, влияющие на этот показатель:

• Характеристики наполнителя и размеры фракций в его составе; • Количество воды, применяемое для затворения раствора; • Способ твердения (естественный или подогрев); • Механическое уплотнение полученной смеси.

Как заполнитель бетонной смеси влияет на плотность материала?

Схема зависимости теплопроводности от плотности бетона.

Обычно на среднюю плотность бетона оказывают влияние такие параметры, как:

  • насыпная плотность;
  • зерновой наполнитель;
  • расходы вяжущих веществ и воды.

Любая строительная смесь имеет в своем составе песок и наполнитель. Практически всегда изменение объемной массы используемого песка происходит в небольшом диапазоне. С большей интенсивностью происходит изменение массового отношения этого материала к прочим составляющим частям раствора. Поэтому влияние заполнителя на среднюю плотность является наибольшим.

Для более детального рассмотрения данного вопроса следует учитывать, что зависимость плотности бетона от заполнителя определяется превышением его доли над объемом всех остальных компонентов смеси. Для большинства видов изделий характерна наибольшая величина показателя собственной объемной массы.

Наличие легких заполнителей в структуре исследуемого строительного материала предполагает минимальную плотность материала. За счет этого объемная масса изделия снижается. Применение заполнителей с наибольшей плотностью происходит чаще, так как конструкция предполагает определенную необходимую прочность.

Такая классификация построена на основе зависимости от массы заполнителя, который применяется в процессе изготовления бетона. Если в качестве заполнителя выступают гранит, известняк, доломит, то при прочности материала 60МПа либо 600 кгс/см² средняя плотность составляет от 2200 до 2400 кг/м³. Данный вид изделий — это тяжелый бетон.

Как определить плотность строительного материала?

Таблица пропорций марки бетона, песка и щебня.

Средняя плотность бетона является важной характеристикой, определяемой как отношение его массы к объему. За единицу измерения данного параметра принимают г/см³, кг/м³ или проценты

Если брать во внимание эту величину в процентном выражении, то она будет составлять менее 100%. Ее влияние на качество изделия является прямо пропорциональным, то есть при высоком исследуемом показателе материала его прочность увеличивается

Для вычисления средней плотности строительного материала в виде куска, имеющего поры (но не пустоты), можно воспользоваться формулой (1): рс = m / Ve, где:

  • m — это обозначение массы материала (г, кг);
  • Ve — объем строительного материала (в куске), который измеряется в см³ или м³.

Определяемый показатель необходим для исследования пористости изделия и его теплопроводности.

Марки бетонов по морозостойкости

Морозостойкость – это способность материала в насыщенном водой состоянии многократно выдерживать попеременные замораживания-оттаивания, не проявляя при этом признаки разрушений и без подтверждения существенного снижения их прочности.

При замерзании вода расширяется и заполняет поры в материале, что действует на него разрушительно. Таким образом, морозостойкость в основном зависит от структуры материалов: более высокий объём пор, которые доступны к проникновению воды, соответствует более низкой морозостойкости.

Морозостойкость – важнейший показатель, определяющий качество бетона как строительного материала. Этот показатель особенно важен для северных стран с суровыми климатическими условиями. Огромное количество конструкций из бетона находится на открытом воздухе, они увлажняются при воздействии природных факторов, многократно замораживаются и оттаивают. Конструкции зданий, выполненных из неморозостойких бетонов через со временем теряют свою несущую способность и, подвергаясь поверхностному износу, могут получать повреждения разной сложности.

Причина преждевременного разрушения изделий из бетона — их низкая морозостойкость, то есть несоответствие применяемой марки по морозостойкости необходимым требованиям нормативов.

Маркой бетона по морозостойкости называется то количество циклов попеременного замораживания-оттаивания насыщенных водой образцов, которое не нарушает целостность и не приводит к изменению прочности.

Качественный бетон, при нормальных условиях должен без каких-либо видимых человеку разрушений служить не меньше, чем сто лет. А изделия с недостаточной для определённых целей использования морозостойкостью могут появляться при нарушениях производителем регламента, а также технологического цикла при изготовлении таких изделий, а также при безответственном отсутствии постоянного контроля за морозостойкостью.

Так, например, для бетонов с обеспеченной морозостойкостью главнейшими факторами, кроме содержания цемента, являются: водоцементное соотношение, вид цемента, условия отвердения бетона, наличие в рецептуре специальных воздухововлекающих добавочных компонентов и прочие дополнительные условия.

Морозостойкость бетона обозначается буквой «F» и числом от 50 до 1000. Число обозначает то количество циклов по замораживанию — оттаиванию, которые допустимы для сохранения качественных характеристик бетона и его пригодности к безопасной эксплуатации.

Классификация марок бетона по морозостойкости

В таблице указано количество циклов замораживания — оттаивания для бетона данной марки при данной методе определения марки бетона.

  • При первом методе учитываются все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий;
  • При втором методе — все виды бетонов, кроме бетонов дорожных и аэродромных покрытий и лёгкого бетона со средней плотностью менее D1500;
  • Третий метод применяется для бетонов дорожных и аэродромных покрытий.
Метод определенияF35F50F75F100F150F200
Первый25/3535/5050/7575/100100/150150/200
Второй-/8-/13-/2020/3030/45
Второй2345
Третий35/5050/77575/100100/150150/200
Третий51020
Метод определения прочностиF300F400F500F600F800F1000
Первый200/300300/400400/500500/600600/800800/1000
Второй45/7575/110110/150150/200200/300300/450
Второй81215192735
Третий200/300300/400400/500500/600600/800800/1000
Третий375580105155205

Вес одного куба бетона

Абсолютно все строительные работы требуют применения бетона. Даже при возведении зданий из бруса материал используют для сооружения фундаментов. Он изначально обладает прочностью, добавки обеспечивают дополнительные свойства влагостойкости, твердости, долговечности, неспособности к воспламенению. Именно эти примеси влияют на качество бетона, его вес. При расчетах необходимого расхода обязательным условием является вычисление массы 1 м3. Кроме этого нужно знать габаритные размеры, так как полученный результат поможет определить нагрузку на все элементы конструкции.

От чего зависит вес бетона?

Одной из самых главных характеристик материала является его масса. Раствор представляет собой пластичную смесь, в которую входят: цемент, вода, песок. Полученный состав застывает достаточно быстро, поэтому его используют сразу после изготовления. Чтобы избежать перерасхода или нехватки ингредиентов, необходимо точно рассчитать объем. Для определения веса куба бетона понадобится узнать процентное соотношение компонентов. Такой информацией обладает производитель, поэтому потребители могут воспользоваться готовыми характеристиками каждого вида, в которых масса и марка взаимосвязаны:

1. Легкие бетоны получают с применением пористых облегченных заполнителей: ракушечника, туфа, керамзита. Также это смеси, приготовленные с использованием пенообразователей, благодаря им основной объем составляет песок, а 1 м3 раствора весит от 500 до 2000 кг. Это марки М50-м200, которые представляют газо- и пеноблоки, шлакобетон.

2. Тяжелый вид бетона является наиболее востребованным по причине широкой области применения. В качестве заполнителя подмешивается щебень или гравий, основную массу составляет цемент. Кубический метр марок М200, М250, М350, М400 весит 1700-2500 кг.

3. Очень редко применяется особо тяжелый тип, предназначенный для специальных объектов с целью радиационной и химической защиты. В раствор добавляют барит, магнетит, гематит, металлическую крошку, которая является основой смеси. Марка М450 и выше весит до 3000 кг.

4. Также играет роль классификация прочности, которая напрямую зависит от качества связующих и соотношения воды и цемента. Самыми распространенными являются В15, В25, В30.

Определение массы

На практике при расчете веса 1 м3 бетона учитывают следующие факторы:

1. Жидкий раствор и застывшая смесь будут иметь разные показатели, так как вода, входящая в состав, частично испаряется в процессе затвердевания.

2. Плотность зависит от внутренней структуры, количества и качества наполнителей. Также играет роль технология изготовления: при механическом перемешивании величина отличается в большую сторону. Сильная утрамбовка раствора позволяет повысить прочность, так как коэффициент плотности увеличивается, значит, 1 м3 весит больше.

3. Если взять все части смеси и перевести весовую категорию в объем, получится средняя величина, равная 1,75 м3. Все компоненты при этом помещаются в один кубометр раствора благодаря свободному пространству, образующемуся между фракциями заполнителя.

4. Также следует учитывать, что добавки в мелких размерах зерен будут тяжелее, чем крупные. Так, например, речной песок весит больше карьерного.

https://youtube.com/watch?v=Mzrj-h465C8

В таблице указано соответствие марок и классов и масса одного кубического метра:

Наименование бетонаМаркаКлассПрочность, кг/см2НаполнителиВес, кг
Особо легкийМ50В3,550Перлит, вермикулит300
М75В3,5

В5

65500
ЛегкийМ100В7,5100Керамзит, пемза, туф 500
М150В10150 1000
М200В12200 2000
ТяжелыйМ250В20250Гранит, щебень, кварц, известняк1800
М300В253502000
М400В304002500
Особо тяжелыйМ450В35500Железная руда, гематит, чугунная крошка3000

Согласно расчетным показателям, можно сделать вывод, что средний вес одного куба бетона составляет в пределах от 300 до 3000 кг. Эта величина определяется настолько точно, насколько выдержаны требования к характеристикам заполнителей.

Свойства газобетона

Применение легкого бетона в строительстве было известно со временем Давнего Рима. Однако свою нынешнюю форму материал получил после долголетних исследований и многих изменений. Современный газобетон создается из цементной смеси с добавлением извести, кремнеземистого компонента и жидкости, которая вводится в уже перемешанную смесь газообразователя — алюминиевой пудры, пергидроля и т. д.

Можно использовать только одну пудру из алюминия. Создание газа осуществляется посредством химического контакта алюминия с гидроксидом кальция. Выделение водорода вызывает вспучивание цемента, в результате чего оно затвердевает, но сохраняет характерную ячеистость.

В числе исходных составляющих газобетона — цемент, известь, молотый песок и вода. Все составляющие тщательно смешиваются друг с другом в специальном контейнере, после чего раствор разбавляют алюминиевой пудрой и повторно размешивают.

Дождавшись вызревания газобетона, его нужно дополнительно обработать в актоклавах для ускоренного твердения. Метод автоклавной обработки гарантирует максимальную прочность конечного продукта, а также снижает расходы цемента из-за полной или частичной замены известью.

Из-за невысокой стоимости, минимального веса и многих других преимуществ газобетон считается крайне востребованным строительным материалом, без которого сложно представить себе современное строительство. Сферы применения сырья очень обширные, т. к. газобетон может задействоваться и для возведения домов, и для обустройства стен, и для решения различных декоративных задач.

Способы повышения плотности бетона

Существует множество способов получения раствора необходимой плотности. Наиболее популярный из них – снижение количества воды в приготовленной смеси

Однако здесь следует принимать во внимание одновременное снижение текучести бетона, которое усложнит выполнение строительных работ. Для сохранения оптимальной подвижности смеси часто используются специальные добавки – пластификаторы, предназначенные для снижения объема воды в растворе

Дополнительно для повышения плотности можно использовать следующие способы:

  • Добавление в раствор самого мелкого по размеру наполнителя. За счет этого можно снизить число пустот в железобетонной конструкции.
  • Уплотнение смеси вручную или посредством инструмента. Достаточно проткнуть раствор обычной лопатой, чтобы обеспечить лучший выход воздуха и воды на поверхность.
  • Использование цемента, который расширяет смесь или дает минимальную усадку. Благодаря этому стройматериал сохранит свое качество, но будет менее пористый.
  • Подогрев залитого раствора. При повышенных температурах происходит более быстрое испарение влаги, что повышает плотность бетона кг/м³ и увеличивает его массу.

Следует понимать, что такие показатели, как плотность и прочность бетонных смесей, являются крайне изменчивыми. Чем больше влаги в составе, тем бетон менее плотный и более пористый. Кроме этого, на объемный вес влияет качество используемого цемента. При получении бетона целесообразно применять цемент более высокой марки (примерно на 2–3 класса выше), поскольку разница будет компенсирована водой и песком.

Автор статьи

Классификация типов бетона

Таблица средней плотности бетона.

Существует несколько групп типов бетонных смесей, классификация которых связана с плотностью застывшей бетонной массы.

Таблица соотношения классов и марок бетона.

Тяжелый бетон имеет плотность 1600-2500кг/м³. Такая характеристика состава дает возможность производить высокие эксплуатационные характеристики, разрешенные для тяжелых составов.

Покупая готовые смеси, удельный вес массы можно узнать у изготовителя. Делая раствор самостоятельно, следует придерживаться ГОСТа, чтобы знать более точную его цифру. В остальных случаях придется использовать приблизительные значения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий