Бетон: состав, виды, получение


История изобретения бетона

 

Если заходит разговор о практичном строительном материале, то сразу же вспоминают бетон. Это искусственно созданный, наподобие камня материал, получение которого происходит в результате схватывания (застывания) предварительно замешанного и подвергшегося уплотнению раствора.

Бетон

Бетон — материал современности

 

В XVIII веке во Франции происходит много замечательных событий. Одно из них – связано со строительством. «Бетон» – слово французское, там же впервые его и употребили.

бетон история

Бетон — известен с давних времен

 

Известны разные версии появления бетона. Одна из них гласит, что однажды археологи обнаружили в небольшой хижине пол, сделанный из бетона, толщина которого составляла одну четвертую метра (25 см). Произошло это на территории бывшей Югославии, находка относилась к каменному веку (как предполагается – 5 600 год до нашей эры (до н. э.). Как выяснилось, бетонный раствор пола состоял, в том числе, из местной красноватой извести и гравия.

 

В Египте был найден бетон, относящийся к 950 году до н. э., в гробнице Теве и в строительстве галерей широкоизвестных египетских пирамид также был использован бетон. Этот строительный материал в Древнем Риме называли «римским бетоном». Примерно в IV веке до нашей эры его стали применять. Много утекло воды с тех давних пор, однако, римский Пантеон, построенный из него, сохранился до нашего времени, причем пережил даже несколько землетрясений.

 

Проводились исследования древних поселений в Риме и пришли к выводу, что два вида бетона применялись для строительства:

 

  1. природный;
  2. искусственный.

 

Природный брали из обломков горных пород, которые были связаны разными минеральными веществами (например, гипсом, известью, кальцитом). К природному можно отнести песчаник, брекчию, конгломерат.

 

До появления цемента в качестве связующего вещества выступала известь. Кроме нее, пользовались еще жирной землей и глиной, они в сочетании с водой становились кашеобразной массой, которая вскоре высыхала и приобретала неплохую прочность. Вот из этой кашицы вначале и строили глинобитные дома, а позднее даже стали возводить храмы.

 

В Испании до нашего времени сохранились формованные стены, которые выдержали не одну непогоду в течение многих лет подряд. Для их возведения применяли метод формования (по-другому: трамбования). По своему усмотрению строители брали: камень и влажный грунт либо камень и глину, которые укладывали в опалубку, выполненную из дерева.

 

Строительная сфера развивалась, были созданы искусственные вяжущие вещества (известь, гипс), получившиеся благодаря термической обработке сырьевой массы. Когда появился достаточно широкий ассортимент вяжущих веществ, то и применяться получаемые бетоны и растворы стали чаще в строительстве.

 

Не только бетонные полы, но и заливка фундаментов зданий осуществлялась с их помощью. Вырывали траншеи под фундамент, насыпали туда гальку (мелкий камень), затем заливали смесью извести с песком, глиняной массой. Это сооружение становилось прочной основой для дальнейшего строительства.

 

Состав материала

 

состав бетона - таблица

Таблица: состав бетона

Как выясняется, бетон популярен издавна. Специалисты строительного дела обратили внимание на отличную прочность, водонепроницаемость и удобство в укладывании бетона.

Что же входит в состав бетона? В первую очередь напрашивается ответ: цемент, песок, вода и щебень. Но не всегда так. Современный бетон отличается еще и тем, что в него, кроме вышеперечисленного, добавляют химические ингредиенты. Как раз они улучшают затвердевающие, схватывающие и компилятивные свойства, влияющие на качество.

 

Современный бетон состав

 

В XX веке добавляемые в бетон различные компоненты положительно сказываются на его свойствах. В конце века прошедшего появились бетоны, подвергавшиеся модификации, как их еще называют бетонами «последнего поколения». Здания, построенные из них, долговечны, надежны и привлекательны. Хорошо известен бетонный модификатор МБ, который представляет собой композиционный порошок, имеющий органоминеральную основу.

состав современного бетона

Состав: бетон самоуплотняющийся

Минеральная часть – микрокремнезем либо смесь с кислой золой-уноса. Органическая часть – это пластификатор либо смесь с ним, имеющая регулятор затвердевания с добавками. Важным фактором считается соотношение микрокремнезема и золы-уноса в минеральной части, благодаря этому происходит разделение модификаторов на 4 вида: Мб-01; МБ-30С, МБ-50, МБ-100С.

 

Бетоны относятся к искусственным каменным строительным материалам, которые состоят из инертных заполнителей (чаще всего – это песок, образующийся при выветривании горных пород твердого происхождения, представляющий собой рыхлую смесь из зерен (с диаметром от 0,15 мм до 5 мм), воды и вяжущих веществ. Эта смесь хорошенько перемешивается.

Подробнее про строительные смеси можно узнать в данной статье.

Какими бывают инертные заполнители?

 

Для бетона обычно применяют заполнители – кварцевые речные пески как наиболее чистые, не требующие промывки, так как содержат глину, мелкие пылевидные фракции и ил не более 5 процентов по весу. Песок со средней крупностью зерна менее 0,2 мм для бетона не применяется. Кроме величины зерна в песке, пригодном для бетона, имеет значение объем пустот, который не должен превышать 40 процентов; гравий – добывают его из рыхлых залеганий, которые образовались путем естественного разрушения осадочных или метаморфических, изверженных горных пород.

 

Инертные заполнители

Инертные заполнители для бетона

Для бетона наиболее подходящим является гравий с щебневидными зернами; Щебень – это еще один из инертных заполнителей для бетона. Его получение основано на дроблении горных пород (это может быть гранит, диабаз, песчаник, доломит, известняк), или же кирпичных частей (лом), отвальных шлаков. Для дробления камня на щебень используют камнедробилки (в основном щековые). Размер щебня должен быть от 5 мм до 150 мм.

 

Чаще всего в качестве вяжущего вещества в бетоне выступает цемент, в процентном отношении он должен составлять в соответствии с весом бетона — от 10 до 15. Тогда получается, что в процентах — воды и инертных заполнителей — будет 90–85.

Заполнителем также может быть битум (асфальтобетон). Если же используют для заполнителей местные материалы, то это снижает стоимость бетона.

 

Мелким заполнителем выступают чаще всего речные (чистые) кварцевые пески с зернами от 0,15 мм до 5 мм, слюды в них содержаться не должно выше 0,5 процента, а различных примесей пылевидных, ила, глины – не свыше 5 процентов.

Среди крупных заполнителей получил широкое распространение щебень, который получают в результате искусственного дробления твердых, морозостойких (прочных) пород.

 

Для работы с массивными конструкциями берется щебень не более 150 мм, а самым популярным – 5–80 мм. Если же применяется гравий (крупным заполнителем), то он должен иметь те же самые размеры, что и щебень, обладать такой же морозостойкостью как раз в тех случаях, когда он эксплуатируется при смачивании водой, а также замораживается и оттаивает.

 

Чтобы было удобно работать со свежеприготовленной бетонной смесью, она должна обладать достаточной подвижностью и удобно укладываться при вибрировании. Когда бетон изготовлен, его прочность в течение одной–двух недель быстро растет.

По пределу прочности в кг/см2 при сжатии бетонного стандартного кубика, имеющего размер 20 Х 20 Х 20 см, определяют марку бетона. Кубик подвергают испытанию через четыре недели после того, как изготовят. Еще в СССР были установлены такие марки: 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500. На прочность цемента действует водоцементное соотношение и активность самого цемента.

Как получают и применяют бетон

 

Получение его происходит благодаря обжигу до спекания искусственной массы материалов, выверенных с большой точностью, с содержанием углекислого кальция (который есть в чистом или мергелистом известняке и др.) и глины (также может быть разной: известковой, мергель и прочие) с последующим тонким помолом либо шлакопортландцемент (если сопоставить с портландцементом, то схватывание и твердение происходит медленнее в первые дни). Но нельзя поспорить с его стойкостью против действия минерализованных вод (в сопоставлении его с портландцементом), потому применение его возможно для массивных бетонных и железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений. Может участвовать в растворах для каменной кладки, в изготовлении полов и бетонных камней.

 

Оборудование для получения бетона

Оборудование для получения бетона

Заданные качественные показатели бетона определяются установлением состава бетонной массы, марки цемента и качества заполнителей. Чтобы рассчитать расход цемента на один кубический метр бетона должны быть учтены требования необходимой прочности и плотности, экономичности бетона и пластичного состояния бетонной массы. Если необходимо возвести железобетонное сооружение, которое будет находиться на открытом пространстве или в воде, то расход цемента, как правило, составит 250 кг/м3, а для конструкций и приспособлений внутри помещений – не меньше 220 кг/м3.

Железобетонные сооружения требуют обычного бетона.

Стены здания и легкие перекрытия нуждаются в легком бетоне (можно использовать шлакобетон).

Теплоизоляция требует особо легких (пено- и газобетон).

 

Виды бетонов

 

виды бетонов

Виды бетонов и разделение на классы

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

  1. особо тяжелые, имеющие объемный вес (ОВ) свыше 2 700 кг/м3, заполнители используют тяжелые – стальные опилки (стальбетон) либо тяжелый шпат;
  2. тяжелые или обычные (с ОВ – 2 100–2 600 кг/м3) с заполнителями: кварцевым песком, щебнем либо гравием, обязательно из плотных пород;
  3. облегченные (ОВ – 1 800 кг/м3– 000 кг/м3 ) с заполнителем также облегченного типа, к примеру, кирпичным щебнем;
  4. легкие (с ОВ – от 1 000 кг/м3 до 1 800 кг/м3) с заполнителями более легкими (керамзит, туф, шлак, пемза);
  5. особо легкие (ОВ — от 400 кг/м3 до 1 000 кг/м3), зачастую к ним относят ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), не содержащие или содержащие совсем немного твердых заполнителей.

 

Самыми популярными считаются тяжелые бетоны. В качестве вяжущего вещества наиболее пригоден портландцемент (силикатцемент).

 

Первыми в использовании бетона, как уже известно, стали египтяне, за ними – римляне и греки. Пантеон и Колизей – яркое тому доказательство. Каменщик из Англии Джозеф Аспдин запатентовал в 1824 году странное серое вещество и дал ему название «портландцемент». Что-то похожее изобрел в Москве в первой четверти 20 века Е. Челиев. Вскоре Россия узнала о цементе Аспдина. Это произошло в 1847 году, с которого и взяла старт эра бетона. Вот так бывает!

Еще по теме:

 

Понравился пост? Поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (2 Голосов, в среднем: 5,00 из5)
Загрузка...

Подписывайся на наши новости Вконтакте!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

© 2016  ·  Политика конфиденциальности | Авторские права | Обратная связь | Карта сайта