Особенности изготовления бетона: факторы, от которых зависит качество бетона, виды бетонной смеси

Влияние производственных факторов на качество бетона (приготовление и уплотнение бетонной смеси, условия твердения бетона).

В процессе переработки исходного сырья в готовый бетонный элемент качество бетона может изменяться под воздействием ряда объективных и субъективных факторов. Совокупность этих производственных факторов можно условно разделить на группы, охватывающие все этапы бетонных работ.
Первый этап — оценка качества исходных материалов и определение состава бетона. В число факторов, оказывающих решающее влияние на показатели качества бетона (прочность, долговечность, экономичность), входит качество цемента, заполнителей и воды.
Качество цемента должно обеспечить получение бетона заданной прочности и долговечности. Поэтому марку цемента следует выбирать в зависимости от проектной прочности бетона, а вид цемента — в соответствии с условиями эксплуатации конструкции.
Как правило, марка цемента должна быть выше требуемой прочности бетона в 1,25. 2 раза. Если марка цемента намного превышает прочность бетона, то расход цемента, рассчитанный из условия прочности, оказывается меньше необходимого по условию плотности бетона. Чтобы избежать перерасхода высокомарочного цемента, вводят в состав бетона тонкомолотую минеральную добавку.
Снижение расхода цемента как наиболее дорогостоящего компонента бетона важно не только по экономическим причинам. При сокращении количества цемента уменьшается усадка бетона, возрастает его трещиностойкость. В массивных конструкциях, например гидротехнических сооружениях, большой расход цемента вызывает значительное тепловыделение, которое может привести к растрескиванию бетонного массива в результате неравномерного разогрева бетона.
Вид цемента выбирают с учетом особенностей изготовления и условий эксплуатации бетона. Например, бвклротвердеюшие цементы целесообразно использовать при изготовлении сборных железобетонных изделий, так как при быстром наборе прочности ускоряется оборачиваемость металлических форм. Однако такие цементы вследствие большой экзотермии не рекомендуются для бетонов в массивных конструкциях гидротехнических сооружений. Для этих целей больше подходят смешанные цементы (пуццолановый и шлакопортландцемент). Для повышения морозостойкости бетона рекомендуется использовать цементы с органическими добавками — гидрофобный и пластифицированный.
Качество заполнителей оценивают зерновым составом, содержанием пылевидных и глинистых примесей, органических растительных остатков, вредных примесей и т.д. Загрязненные заполнители подвергают промывке и классификации, рассеивая на отдельные фракции.
Качество воды для изготовления бетона зависит от содержания сульфатов, хлоридов и ряда других соединений. Без предварительного испытания можно применять воду, пригодную для питья, речную и озерную воду.
Второй этап — приготовление бетонной смеси и укладка ее в конструкцию. На данном этапе необходимо обеспечить приготовление однородной, хорошо перемешанной бетонной смеси, обладающей заданной удобоукладываемостыо, и плотную укладку смеси в опалубку. Здесь главными факторами, определяющими качество бетона, являются однородность смешивания компонентов и качество уплотнения бетонной смеси.
Приготовление бетонной смеси включает операции дозирования и перемешивания составляющих материалов. Дозирование компонентов бетона осуществляют по массе, обычно с помощью автоматических дозаторов. Отклонения от заданной массы при дозировании на замес не должны превышать ±2 % для цемента, воды и водных растворов добавок и ±2,5 % для заполнителей. Однородность смешивания компонентов достигается выбором типа смесителя и режима перемешивания в соответствии с удобоукладываемостыо приготовляемой бетонной смеси. При смешивании материалов приходится преодолевать силы сцепления между частицами, сопротивление смеси сдвигу, а также силы тяжести. Подвижные смеси с повышенным содержанием воды и вяжущего вещества, обладающие малым сопротивлением сдвигу, перемешиваются значительно легче, чем жесткие. По принципу перемешивания бетоносмесители подразделяют на гравитационные и с принудительным перемешиванием.
Гравитационные бетоносмесители выполнены в виде барабана, вращающегося вокруг горизонтальной оси. При перемешивании частицы смеси поднимаются на некоторую критическую высоту и, как только сила тяжести становится больше суммы центробежной силы и сил сцепления между частицами, они падают и, имея значительную кинетическую энергию, внедряются в бетонную смесь в нижней части смесительного барабана. Тем самым достигается эффект перемешивания.
Продолжительность перемешивания определяют опытным путем в строительной лаборатории. Для этого отбирают из смесителя пробы бетонной смеси с интервалом 15. 30 с, изготовляют контрольные образцы. После затвердевания бетона определяют прочность и рассчитывают коэффициент вариации прочности бетона. Чем меньше коэффициент вариации, тем более однороден бетон. Продолжительность перемешивания назначают по времени, при котором коэффициент вариации прочности бетона не превышает 4. 5 %. Время перемешивания отсчитывают от момента окончания загрузки материалов в смеситель до начала выгрузки.
Гравитационные смесители оказываются малопригодными для перемешивания жестких бетонных смесей; в таких случаях применяют машины принудительного перемешивания. В них компоненты смеси подвергают принудительному перемещению по весьма сложным траекториям, благодаря чему и получается однородная бетонная смесь. Продолжительность смешивания крупнозернистых смесей 2. 3 мин, мелкозернистых — 3. 5 мин.
Качество уплотнения бетонной смеси должно быть таким, чтобы уложенный в опалубку или форму бетон обладал однородным строением с минимальным объемом вовлеченного воздуха — не более 2 %. Энергетические затраты на уплотнение тем больше, чем выше жесткость бетонной смеси. Основным способом уплотнения является вибрирование. При вибрировании частицы бетонной смеси совершают вынужденные колебания, в результате которых ослабляются силы внутреннего трения и сцепления между частицами. Бетонная смесь переходит в состояние пластично-вязкого течения и, подобно тяжелой жидкости, равномерно укладывается в форму. Для уплотнения монолитного бетона на строительной площадке применяют переносные поверхностные и глубинные вибраторы.
На заводах железобетонных изделий используют эффективные комбинированные способы уплотнения бетонных смесей: вибрирование под нагрузкой, вибро-штампование, вибропрокат, прессование, трамбование. Для изготовления полых железобетонных изделий, форма которых приближается к поверхности вращения (трубы, опоры ЛЭП), применяют уплотнение с помощью центробежных сил — центрифугирование.
Третий этап — твердение бетона. Уложенная в опалубку бетонная смесь благодаря гидратации цемента самопроизвольно затвердевает. Заданная проектом прочность достигается при определенном уходе за твердеющим бетоном, т.е. при создании оптимального температурно-влажностного режима твердения и защите бетона от ударов и сотрясений, которые могут нарушать еще не сложившуюся структуру.
Важнейшими факторами, влияющими на качество бетона на данном этапе, являются условия и длительность твердения. Условия твердения считают нормальными, если бетон находится в теплой и влажной среде. При преждевременном высыхании или замерзании взаимодействие цемента с водой прекращается, что отрицательно сказывается на строении и свойствах бетона.
Часто возникает необходимость ускорить твердение бетона. Для этой цели используют преимущественно тепловую обработку, позволяющую повысить температуру бетона при обязательном сохранении его влажности. В результате скорость взаимодействия цемента с водой значительно возрастает и прочность бетона в начальные сроки увеличивается. В качестве теплоносителя применяют пар или паровоздушную смесь с температурой 60. 90 С. Прочность бетона после пропари-вания в течение 10. 14 ч достигает 70. 75 % марочной. Еще более ускоряет твердение бетона обработка насыщенным паром при давлении 0,8. 1,2 МПа и температуре 175. 190 ° С,осуществляемая в автоклавах. Однако такую обработку можно использовать только в заводских условиях, поэтому ее применяют в тех случаях, когда обычные методы ускорения твердения неэффективны, например для изделий из силикатных и ячеистых бетонов. Кроме тепловой обработки пропариванием для ускорения твердения бетона применяют электропрогрев изделий.
На строительных площадках широко используют тепловую обработку с помощью инфракрасного излучения. Излучатели инфракрасных лучей нагреваются электрическим током или газом. Выделяемая ими лучистая энергия поглощается стенками опалубки либо непосредственно изделием и аккумулируется в бетоне в виде теплоты.
Для ускорения твердения бетона применяют также добавки-ускорители. Введение в бетонную смесь таких добавок повышает прочность бетона в возрасте 3 сут в 2..3 раза, а к 28 сут прочность оказывается такой же, как и у бетона без добавки.

Марки и классы бетона. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают требуемые характеристики бетона: класс (марку) прочности, марки морозостойкости и водонепроницаемости. За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см 2 ) эталонных образцов-кубов. За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению (кгс/см 2 ) контрольных образцов. Эта марка назначается тогда, когда она имеет главенствующее значение. Проектную марку бетона по прочности на сжатиеконтролируют путем испытания стандартных бетонных образцов: для монолитных конструкций – в возрасте 28 сут, для сборных конструкций – в сроки, установленные для данного вида изделий стандартом или техническими условиями. Прочность бетона определяют путем испытания образцов, которые изготовляют сериями; серия, как правило, состоит из трех образцов. Предел прочности при растяжении возрастает при повышении марки бетона по прочности при сжатии, однако увеличение сопротивления растяжению замедляется в области высокопрочных бетонов. Поэтому прочность бетона при растяжении составляет 1/10–1/17 предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе – 1/6–1/10. Класс бетона – это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным. Бетоны подразделяются на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60. Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации n=13,5% следует принять R=В/0,778, например, для класса В5 средняя прочность будет R=6,43 Мпа.

Бетон – особенности, разновидности, характеристики и маркировка

Опубликовано 09.03.2018 · Обновлено 09.03.2018

Строительство – многоступенчатый производственный процесс, в котором принимает участие множество материалов. Одним из наиважнейших и востребованных «инструментов» является бетон – искусственно созданная специальная консистенция. Назвать бетон исключительно жидкостью нельзя, ведь в его состав входит вода и посторонние примеси, крупные и мелкие. После того как компоненты будут соединены и тщательно перемешаны, происходит процесс уплотнения. В отдельных ситуациях, для придания плотности и густоты консистенции, добавляются посторонние компоненты, положительным образом влияющие на основные характеристики бетона. Так или иначе, этот строительный материал распространен и используется не только для строительства домов, но и для прокладки трассы и длинных магистралей.

Компонентный состав

С точки зрения физики и теории взаимодействия компонентов, бетон – совокупность воды и цемента, между которыми происходит реакция, приводящая к образованию цементного камня, выступающего в качестве скрепляющего элемента всех компонентов материала. Технические характеристики, свойства и применение зависит от использующихся компонентов. Элементы напрямую влияют на время застывания, степень плотности, выдержку механического воздействия, а также не позволяют материалу деформироваться в процессе бетонирования.

В чем причина распространенности бетона в качестве базового строительного оснащения?

Добавляя к стандартным компонентам новые ингредиенты, можно значительно увеличить специфику применения материала, а также получить новые смеси, с различными характеристиками. Раствор используется для закладки фундамента, укрепления железной сваи и арматур, укладки асфальта и многое другое.

При грамотной обработке, бетон используется в архитектурном направлении или области строительной механики

Характеристика материала

Прочность и выдержка больших механических нагрузок – наиболее примечательные аспекты бетона. Помимо этого, смесь может выдержать агрессивную окружающую среду и химическое воздействие, при этом совершенно не деформируясь.

Как определить характеристики материала? Ультразвук и механическое воздействие поможет установить не только качество, но и свойства раствора. ГОСТ 18105–86 содержит четкие указания, для проверки гибкости, вязкости, густоты и сжатия. По результатам проверки будет установлено, соответствует ли смесь действующему ГОСТу и допустимо ли использовать ее для ведения строительных или производственных работ.

Помимо нормативов качества, прописанных в ГОСТе, присутствуют критерии прочности по СНиПу. Взять, к примеру, строительный вид. Его прочность должна составлять не менее 70%, спустя несколько часов после заливки. В СНиПе приводятся требования, регулирующие прочность и плотность материала. Все остальные характеристики прописаны в ГОСТе.

После разравнивания, бетон должен быть гладким, без посторонних новообразований. Подобную смесь можно получить при помощи бетономешалки, но если производить процесс вручную, потребуется 2–3 часа, чтобы довести массу до требуемого состояния. В противном случае все характеристики материала снизятся на 20–25%, и он станет более подверженным физическим нагрузкам.

Свойства раствора

Как уже отмечалось ранее, бетон – однородная масса, представляющая наглядный пример физических и химических процессов, происходящих между цементом и жидкостью. Создание смеси должно производиться исключительно в теплых условиях, с участием подогретой воды. Если однородная масса начнет остывать или сохнуть, начнет разрушительный процесс, приводящий бетон в негодность. Если на этапе создания допустить кратковременное высыхание, материал получиться, но конечный продукт не будет отличаться прочностью и качеством.

Опытные строители отмечают, что у бетона есть несколько свойств, присущих исключительно данному материалу. Необходимо ознакомиться с имеющимися свойствами однородной массы, одновременно выступающими техническими характеристиками и понять, какой бетон можно считать качественным и использовать по специфике назначения. Существуют следующие свойства:

  • Однородность. Определяет показатель прочность. Критерий зависит от компонентного состава, а также его качества и количества. Идеально скомпонованный раствор должен содержать равномерную пропорцию составляющих. В противном случае показатель прочности колеблется между 80 и 90%. Если повысить однородность материала (большее количество составляющих в равной пропорции), прочность может увеличиться до 110%. Определяется во время смешивания компонентов. Если бетон получается густым и быстро застывает – общий состав подобран правильно. Если материал быстро высыхает, обладает жидкой консистенцией и практически не застывает, это означает, что однородность нарушена, и определенной составляющей в избытке или недостатке.
  • Плотность. Очень нестандартное свойство, способное видоизменятся от компонентного состава. Чтобы увеличить плотность, достаточно добавить в бетон пуццолановый портландцемент, обладающий свойством, расширятся, или глиноземистый вид цемента, обладающий противоположным действием. Весомую роль играют добавки, продающиеся в готовом виде. Подобные элементы не соответствуют стандартам ГОСТа, поэтому предугадать, какой будет плотность практически невозможно.
  • Застывание. Заключительный критерий, далеко не последний по приоритетности. Если материал застывает быстро, даже в прохладную погоду, качество исходных компонентов оправдывает ожидание. В среднем, бетон берется за 2-3 часа. Окончательное застывание происходит в течение 12 часов. Более длительный промежуток времени свидетельствует о нарушении однородности, что приводит к отрицательному взаимодействию воды и цемента. Подобный расклад страшен тем, что материал может начать деформироваться, из-за малейшего механического давления.
Читайте также:  Керамический кирпич: технология производства, виды, характеристики

Свойства бетона – первая вещь, на которую следует обратить внимание при выборе стройматериала. К примеру, если подобрать смесь для укладки асфальта, вместо того, чтобы приобрести раствор для укладки фундамента, можно нарушить весь производственный процесс, что приведет к серьезным затратам из бюджета.

Разновидности раствора

В пору своей востребованности, различные производители смеси для бетона изготавливаются определенные виды материала, с соответствующей спецификой применения. На текущий момент, существует 4 типажа смеси, используемой не только в строительстве, но и прочих отраслях человечества. Рассмотрим эти типы:

  1. Суперлегкий (облегченный).
  2. Легкий (стандартный, базовый, еще называется арболит).
  3. Тяжелый (используется для укладки фундамента);
  4. Очень тяжелый (отдельная категория бетона).

Типаж зависит от используемых компонентов, для создания раствора. К примеру, легкая смесь изготавливается из керамзита или опилок. Тяжелый вид – песка и щебня. Все зависит от того, как будет применяться бетон, а также какую удельную массу и механическую нагрузку следует выдерживать раствору.

Для сравнения, приведем пример. Тяжелая смесь, состоящая из песка и щебня, используется для строительства частных имений или небольших помещений. Очень тяжелый бетон, в состав которого входит металлическая стружка, применяется в промышленном строительстве. Разница состоит в удельной массе, присутствующей на материале. Чем выше вес конструкции или здания, тем тяжелее должен быть исходный раствор, чтобы выдержать массу постройки без деформации и проседания.

Маркировка бетона

Марка – специфический показатель, определяющий составляющие раствора и его сферу применения. Маркировка происходит в лабораторных условиях, после тщательного изучения компонентного состава. Небольшой куб, изготовленный из определенного раствора, подвергается механической нагрузке. Далее, группа ученых наблюдает за реакцией и классифицирует по соответствующим критериям материал.

В основном маркировка позволяет потребителю быстро определиться с тем, для каких целей ему требуется раствор. Мы рассмотрим популярные марки, имеющиеся на строительном рынке, а также сферу их применения. Очень важно акцентировать свое внимание на этих обозначениях, ведь бетон для штукатурки не может использоваться для монтажа бордюрного камня.

Раствор с маркировкой М100 — это материал с малым коэффициентом прочности. Основная специфика применения – оштукатуривание помещения, отделочные и корректировочные работы. Как правило, для возведения фундамента многоэтажного здания или сложной конструкции, чья удельная масса превышает вес бетона в 3 или 4 раза, марку М100 не используют.

В редчайших ситуациях, М100 применяют для заливки подбетонки – ровной площади, для установки арматурного каркаса. В прочих случаях, марка используется для закрепления бордюрного камня, на который не оказывается серьезной механической нагрузки.

Из этой серии имеется раствор марки М150, используемый для закладки фундамента на частных имениях, ведь показатель прочности бетона на порядок выше, чем у смеси М100, но для строительства масштабных строений этот материал непригоден.

Марка М200 относится к классу B15. Используется для изготовления бетонных полов или стяжек. Помимо этого, прочность М200 позволяет заливать лестницы или дорожки, со средней проходимостью. Если присутствует вспомогательные добавки, марка может принимать участие в заливке фундамента, но при условии, что почва под строение будет ровной, устойчивой и не рыхлой. Грунтовая вода должна протекать не менее чем на 30–40 метрах от уровня земли.

Оптимальным решением, при выборе смеси для кладки фундамента является приобретение раствора марки М300. Раствор успешно сочетает в себе невероятную прочность, плотность и устойчивость перед весомыми механическими нагрузками. Относится к категории тяжелого типа, но представляет собой редчайшего представителя среднего класса (в состав входит песок, но отсутствует щебень). М300 можно использовать для постройки монолитной стены в многоквартирном здании или складском помещении.

Марка М350 более прочный материал, нежели М300. Применяется для заливки фундамента крупных объектов или производства ЖБИ-панелей. Любые балочные или плиточные структуры прослужат долго, ведь в состав марки М350 входят однородные структуры, выдерживающие механическое и физическое воздействие, а также не подвергаются деформации в любых погодных условиях.

Заливка пола, производство монолитов или кладка длинной трассы – марка М350 подходит во всех ситуациях. Следует уточнить, что максимальной прочности, можно достичь лишь тщательно замесив раствор. В противном случае все технические характеристики уменьшатся на 25—30%.

Чрезвычайно прочный и тяжелый материал. Марка бетона М400 – специальный раствор, принимающий участие в строительстве мостов, плотины гидростанции или аэродромных полос. Удельный вес, который может выдержать этот раствор, превышает 2 тыс. тонн, что является непосредственным преимуществом, при строительстве крупных промышленных объектов. Среди преимуществ имеется выдержка любой температуры, до 1 тыс. градусов, без деформации или начала разрушительного процесса.

Расписав все преимущества и отрицательные стороны каждой марки, хотелось бы акцентировать внимание на специфике такого строительного материала, как бетон. Раствор используется для долговечного служения, поэтому, если вы намереваетесь проводить частые ремонтные работы или постоянную смену жилища, рекомендуется использовать смесь со средней прочностью. В противном случае растраты бюджета перестанут окупать себя.

Любое здание промышленного или общего назначения не сможет долго простоять без достойного фундамента. Затевая крупный проект, следует внимательно ознакомиться не только с особенностями и характеристиками материала, а также его компонентным составом. Раствор, который выдерживает крупные нагрузки, но начинает разрушаться при определенной температуре – проигрышный вариант для крупного производства.

Технология изготовления бетонной смеси

Бетон является единственным материалом, без которого трудно представить себе какое-либо строительство. Возведение любого сооружения начинается с вопроса, как приготовить бетон. Уникальность этого материала позволяет применять его при изготовлении фундамента, стен, колонн, различных перекрытий и т.д.

В настоящее время технология серийного производства основных компонентов бетона позволяет ему конкурировать с признанными природными материалами, такими как камень или гранит. Основные его прочностные и технологические свойства во многом зависят от того, как приготовить бетон. В целом такой процесс достаточно прост. Он может быть выполнен собственными силами и требует только аккуратного подхода.

Содержание статьи:

Основные свойства бетона

Бетон представляет собой водную смесь цементного раствора и различных наполнителей и добавок. В свою очередь, цементный раствор (или простейший бетон) состоит из смеси цемента и песка, приготовленного в виде водного раствора. Полный состав конкретного типа бетона определяется рецептурой в зависимости от назначения материала.

Схема состава бетона

Главным параметром бетона при определении его назначения и качества является механическая прочность на сжатие, т.е. стойкость при вертикальной нагрузке. Принятые стандарты регламентируют прочность бетона в пределах от 7,5 до 80 мПа. Соответственно, марки строительного бетона колеблются от В7,5 до В80.

Прочность в основном зависит от прочностных свойств цемента (марки используемого цемента) и в определенной степени от содержания и качества других компонентов. Для повышения прочностных свойств специальных типов бетона, в их состав могут включаться армирующие добавки.

К технологическим параметрам бетона можно отнести эластичность (пластичность), вязкость и однородность раствора. Для облегчения работ по наложению материала и улучшения внешнего вида укладки в состав могут добавляться пластификаторы и другие добавки. Вопросы вязкости решаются изменением объема воды, а однородность массы зависит от качества перемешивания.

Важным свойством бетона является то, что окончательное его высыхание протекает очень медленно, и в течение всего этого процесса материал увеличивает свои прочностные характеристики. Окончательное высыхание бетона наблюдается не ранее, чем через 6 месяцев после укладки, а наивысшей своей прочности он достигает примерно через 12 месяцев. Такое свойство бетона в основном определяется особенностью цемента.

Цемент, песок и заполнитель

Цемент

Цемент является основой бетона и обеспечивает связывание всех компонентов в единое целое. Он во многом определяет прочность и монолитность всего соединения. Самым распространенным типом цемента, используемым для изготовления бетона, стал портлендцемент, который практически на 80% состоит из силиката кальция, что обуславливает его хорошее склеивание (адгезию) с другими веществами.

Такой цемент прекрасно показал себя при низких температурах. Для увеличения механической прочности бетона широко применяются и другие типы цементов с прочностью до 500 мПа.

Технические характеристики цемента

Маркировка серийно реализуемого цемента указывает его основные характеристики, знание которых необходимо для обеспечения нужной рецептуры бетона. Например, цемент марки М500-Д20. Первые цифры определяют механическую прочность материала на сжатие.

При изготовлении бетона обычно используется цемент М400 или М500; при этом следует помнить, что для особо нагруженных элементов следует использовать наиболее прочный материал. В мало ответственных элементах строительных конструкциях (например, подушка под фундамент) достаточно применение цемента М300.

Вторые цифры в маркировке (совместно с индексом «Д») определяют наличие и процентное содержание примесей (добавок). Для особо важных элементов целесообразно применение цемента с «Д0». В целом, при изготовлении бетона допускается использование цемента до «Д20», т.е. с содержанием примесей не более 20%.

Цемент, предназначенный для изготовления бетона, должен быть сухим, без комков и сыпучим. При неправильном хранении цемент достаточно быстро впитывает воду и теряет свои важнейшие свойства. Во время приобретения цемента необходимо проверить целостность упаковки и срок его изготовления. Приобретать цемент лучше не ранее, чем за 10 дней до начала работ с ним.

Песок

Песок является одним из основных компонентов бетона, обеспечивающим его объем и структуру. В цементных растворах (для штукатурных и укладочных работ) он является основным наполнителем объема. В общем случае строительный песок представляет собой сыпучую смесь твердых силикатных частиц размером 0,15-5 мм. В зависимости от происхождения песок подразделяется на речной, морской, озерный, карьерный, овражный и т.д.

Для приготавливаемого бетона лучше всего подходит песок с размером частиц 1-2 мм. Если бетон предназначен для фундамента наиболее подходящим является речной песок, так как он практически не содержит глины и удовлетворяет требованиям по размеру частиц.

В цементных растворах для кирпичных кладок и штукатурки можно использовать песок с содержанием глины и илистых включений, так как они повышают пластичность смеси. Абсолютно не допускается наличие в песке примесей растительного происхождения или других веществ, способных гнить и распадаться.

Песок в процессе приготовления бетона должен надежно скрепиться цементом, а наилучшая адгезия наблюдается у достаточно крупных частиц. В связи с этим применение песка с большим содержанием очень мелких пылеобразных частиц (менее 0,15 мм) не рекомендуется. Находит применение тяжелый карьерный песок, полученный при дроблении горных пород. Такой песок несколько тяжелей по массе, но имеет необходимые размеры частиц (зерен).

Заполнитель

В качестве объемного заполнителя бетона используются щебень и гравий. Они представляют собой сыпучий материал в виде кусочков горной породы и обеспечивают основную прочность. Размер используемых для бетона кусочков колеблется от 5 до 35 мм.

Лучше всего подходит материал, полученный дроблением породы, так как он обеспечивает наилучшую адгезию цемента за счет неровности (шероховатости) поверхности. Применение речной или морской гальки не желательно, в связи с тем, что ее поверхность отшлифована водой и не гарантирует нужное сцепление.

Таблица характеристик щебня

Наполнитель должен содержать кусочки щебня или гравия разного размера, что необходимо для более плотного их прилегания друг к другу и снижения риска образования пустот. Если приобретенный материал состоит в основном из крупных элементов, рекомендуется добавить щебень размером 8-10 мм; и, наоборот, в мелкий щебень следует добавить кусочки размером 20-30 мм.

Крупные куски размером более 35 мм лучше удалить, так как они затруднят перемешивание массы. Не допускается наличие в наполнителе посторонних примесей в виде грязи, почвы, растительных волокон и т.д.

Вспомогательные компоненты

В состав бетона может входить ряд вспомогательных компонентов. Для увеличения текучести и технологичности смеси обычно добавляются пластификаторы. В бетоне для фундаментов их применение необязательно, а вот для кладок или штукатурки — целесообразно.

Схема приготовления бетонной смеси в бетоносмесителях

Для повышения пластичности массы находит применение добавка в смесь гашеной извести. В то же время следует помнить, что известь может уменьшить адгезию цемента к наполнителю, что требует осторожного подхода к количеству этой добавки.

Находят применение суперпластификаторы, которые повышают технологические свойства бетона, увеличивают его влагостойкость и морозоустойчивость. Для удобства работы с бетоном иногда добавляются ускорители и замедлители высыхания раствора.

Все рекомендуемые вспомогательные компоненты выпускаются серийно и предлагаются торгующими организациями. Следует помнить, что общее количество добавок не должно превышать 2% от массы бетона, для того чтобы они не повлияли на прочностные характеристики материала.

Не следует халатно относиться к использованию воды, чтобы приготовить бетон. Вода не должна иметь загрязнений и примесей, особенно органического происхождения. Заметное влияние на качество бетона может оказать присутствие в воде кислотных или щелочных веществ, масел и сахаров.

Запрещено применение болотных или неочищенных сточных вод. Осторожно следует использовать воду из рек и других водоемов. Наиболее удовлетворяет всем требованиям водопроводная питьевая вода.

Рецептура бетона своими руками

Чтобы приготовить бетон, прежде всего следует определиться с его рецептурой. Она зависит от назначения бетона и может варьироваться в достаточно широких пределах. Самый простой бетон (так называемый, тощий бетон) марки В7,5 приготавливается в следующем соотношении ингредиентов:

  • цемент М400 — 1 часть;
  • песок — 10 частей;
  • вода — 0,5 части.

Такой бетон используется для подложек (в том числе под фундамент), черновых сглаживающих заливок и т.д. Он не отличается прочностью и пластичностью.

Достаточно распространен бетон марки В15, имеющий следующую рецептуру:

  • цемент М400 — 1 часть;
  • песок — 2,1 части;
  • щебень или гравий — 5 частей;
  • вода — 0,6 части.

Большей прочностью обладает бетон марки В25 (цемент М500 — 1 часть, песок — 2 части, щебень — 4 части, вода — 0,5 части). При самостоятельном приготовлении бетона для фундамента часто усредняют рецептуру: цемент М500 — 1 часть, заполнитель — 5 частей, вода — 0,5-1 часть.

Для части фундамента, расположенной ниже поверхности земли содержание наполнителя уменьшают до 3 частей. Следует помнить, что содержание песка во всем объеме наполнителя должно быть не менее 30%. Добавление дополнительных компонентов производится по усмотрению исполнителя работ.

Приготовление бетона: инструкция

Инструмент и приспособления

  • емкость для перемешивания;
  • мерное ведро;
  • вибратор;
  • лопата;
  • безмен;
  • кувалда;
  • сито;
  • тачка или носилки;
  • совок или мастерок.

Для того чтобы приготовить бетон, необходимо выполнить несколько операций: подготовка компонентов, приготовление смеси компонентов и перемешивание смеси с водой. Подготовка компонентов включает удаление примесей, просеивание и развеску согласно рецептуре. Цемент тщательно разминается во избежание попадания комочков и при необходимости просеивается через мелкое сито.

Песок для удаления примесей и крупных зерен просеивается через сито с размером ячеек до 5 мм. Гравий и щебень целесообразно просеять через это же сито с целью удаления частиц размером менее 5 мм.

Развеску ингредиентов лучше производить с помощью мерного ведра, т.е. по объему (поэтому рецептуру удобнее указывать в частях).

Взвешивание компонентов может привести к заметной погрешности из-за различной степени влажности песка и колебания удельного веса материала наполнителя. Для ориентирования можно привести примерное соответствие объемного и весового измерения. Так, объем стандартного мерного ведра (10 л) соответствует 13 кг цемента М500, 14 кг песка или гравия.

Приготовление смеси компонентов возможно двумя способами. Первый способ основан на сухом перемешивании всего объема цемента и наполнителя с последующим заливом водой. Такой способ при ручном перемешивании не дает гарантии, что весь объем будет полностью перемешан и на дне не останется сухого остатка.

Второй метод предусматривает поочередную загрузку компонентов в воду при одновременном перемешивании. Этот способ грешит тем, что не может обеспечить равномерного распределения ингредиентов по объему. Наиболее частое применение находит все-таки второй способ.

Перемешивание компонентов с водой производится до получения монолитной массы густой сметанообразной консистенции равномерного серого цвета. Не допускается наличия сухих комочков. Дополнительные компоненты предварительно размешиваются в воде и добавляются в раствор бетона при одновременном перемешивании.

Если необходимо приготовить бетон для фундамента в больших количествах, целесообразно арендовать механическую бетономешалку, что намного ускорит и облегчит работы. В этом случае подготовка ингредиентов производится так же. Замешивать смесь следует в следующем порядке: залить в бетономешалку воду и замесить в ней цемент до сметанообразного состояния; загрузить наполнитель и все перемешать в течение не менее 2 минут (до 5 мин) до получения однородной массы.

Бетон должен получиться пластичным, но не очень густым и достаточно текучим, чтобы заполнить опалубку без образования пустот. Время использования раствора не должно превышать 1,5 часа. Укладка бетона должна сопровождаться уплотнением (утрамбовкой). Если нет специальных вибраторов, утрамбовку можно произвести самому методом штыкования стальным прутом. Такое уплотнение целесообразно проводить через каждые 20 см заливки.

При любом строительстве необходим бетон. Приготовить бетон самому не представляет больших сложностей. Главное — необходимо правильно определить требуемые параметры материала, а исходя из них, выбрать нужную рецептуру. Сам процесс приготовления бетона достаточно прост и обеспечит необходимое качество при выполнении элементарных правил.

Выбор цемента для приготовления бетона

Создание основания конструкции или проведение работ по ее возведению требуют особых умений. В частности, это касается замешивания бетона соответствующего качества. Каждый процесс постройки индивидуален и нуждается в определенной пропорции материалов – количество цементного вещества, раствора и тому подобное. Каждый такой расчет нужен, как для определения должного количества компонентов, так и для установления общих финансовых затрат на строительство.

Процесс создания

Под цементом имеется ввиду вяжущее вещество неорганического искусственного происхождения. Как правило, его использование связано с изготовлением двух стройматериалов – это бетон и раствор. Выделяют 3 этапа изготовления цементного материала.

1 этап – добывание и обрабатывание материалов, путем проведения следующих операций:

  • добыча известняковых, глиняных и гипсовых материалов;
  • измельчение известняка, его сушение;
  • перемешивание полученной смеси с глиной в соотношении 1:3 (известняк : глина);
  • приготовленное вещество имеет название «шлам».

2 этап охватывает процесс производства клинкера, а именно промежуточный продукт перед образованием цемента. Для этого нужны следующие действия:

  • обжечь шлам (температура должна достигать 140 градусов);
  • дождаться его преобразования в клинкер, который на вид напоминает керамзитные зерна;
  • измельчить клинкер до состояния порошка.

3 этап – портландцемент, который образуется после следующих действий:

  • порошок клинкера смешивается с гипсом, количество которого равно 5% от общей массы;
  • в состав включаются минеральные вещества для создания определенного вида и марки цементного раствора.

Вернуться к оглавлению

Виды и их применение

Вяжущее вещество имеет множество разновидностей.

Портландцемент

Самый распространенный материал. Его использование, как правило, связано со строительством различных целей, изготовлением как тяжелых, так и легких бетонов, ячеистых бетонных конструкций, материалов для теплоизоляции, самых высоких растворных марок. Условия эксплуатации не ограничены. Его хранение должно происходить в закрытых складских помещениях. Смешивание нескольких марок цемента в единое целое недопустимо.

В свою очередь, для соблюдения требований строительства к качеству цементной смеси, портландцемент делится на подкатегории. Их главным отличием являются присущие им свойства. Рассмотрим эти цементы детально.

Пластифицированный

Его изготовление связано с измельчением соответствующего клинкера, который состоит из гипса и пластификатора, количество которого должно быть не выше 0,15-0,25% от массы всего раствора. Данному раствору соответствует 400 и 500 марки. Главными особенностями этого материала являются:

  • повышенная подвижность;
  • пластификация, суть которой заключается в сокращении количества воды, содержащейся в готовом изделии;
  • плотность;
  • стойкость к низким температурам;
  • гидроизоляционные свойства бетона.

Как правило, применяется при укладке покрытий дорог, аэродромов и гидросооружений.

Гидрофобный

Образуется в ходе добавления в клинкер веществ, обладающих гидрофобизирующими свойствами. Они включают в себя:

  • жирные кислоты из синтетических материалов;
  • петролатум, подданный окислению;
  • асидол;
  • мылонафт и прочие.

Адсорбция данных веществ служит защитным слоем для цемента на мономолекулярном уровне от воздействия влаги. Гидрофобизирование помогает цементу избежать коррозии и разрушения в процессе оттаивания. Его достоинства:

  • стойкость к минусовым климатическим условиям;
  • слабо поддается коррозийному разрушению и воздействию влаги;
  • влажность воздуха не влияет на срок хранения.

Применяется при постройке конструкций гидротехнического, портового, аэродромного и дорожного направлений. Кроме того, возможно использование при облицовке поверхностей зданий.

Быстротвердеющий

Главная особенность такого цемента основывается на процессе затвердевания. Это свойство упоминается в маркировке смеси буквой «Б». Прочность материала достигается при замешивании. Именно благодаря этому качеству цементная смесь становится популярной. Кроме того, железобетонные конструкции изготавливаются без использования камер пропаривания. Чаще всего применяется для создания специального бетона.

Сульфатостойкий

Данный портландцемент характеризуется низким тепловыделением, что обеспечивается благодаря высокой сульфатостойкости. Благодаря этому становится возможным использование бетона, полученного в результате применения этого цемента, при строительстве конструкций с высоким сульфатным влиянием.

Белый и цветной

Белый портландцемент образуется в ходе использования клинкера с невысокой концентрацией в нем железа. Что же касается цветного материала, то он получается при добавлении в их состав разных пигментных веществ, таких как охра, окись хрома и другие. Применение обоих растворов характерно для декорирования зданий.

Расширяющийся цементный раствор

Данная категория цементов — это особенная смесь, используемая при определенных видах строительных работ. Работа с бетоном предусматривает его усадку при высыхании. В связи с этим возникают проблемы во время проведения отделки поверхностей, создания и ремонта больших бетонных объектов, заделки и изоляции швов железобетона от влаги, а также при других работах. Именно для разрешения данных трудностей используется расширяющий цемент. Его отличающей особенностью является компенсирование усадки за счет роста объема смеси на первых этапах работ по бетону.

Главные составляющие цементного раствора этого вида – это портландцемент или глиноземистый цементный раствор (70% общей массы), гипсовые и другие добавки. Кроме склонности к растяжению, он обладает быстротвердеющими свойствами благодаря наличию в составе смеси гипсового вещества. Объем смеси увеличивается в процессе набора материалом крепости. Это происходит благодаря образованию в цементе кристаллов, появление которых вызвано реакцией компонентов на влагу. Последующий рост кристаллов. и как результат — увеличение цементного раствора в объеме происходит в течение 3 дней. Преимущества:

  • длительный срок службы;
  • высокая совместимость;
  • стойкость к воздействию химии и окружающей среды.
  • высокая стоимость;
  • использование лишь для определенных типов работ, а именно: обработка трещин и швов; склейка железобетонных конструкций;
  • отделка ракушечных покрытий.

Вернуться к оглавлению

Глиноземистый раствор

Этот материал можно отнести к цементам быстродействующего и гидравлического типа. Для его создания необходимо измельчить обожженную или сплавленную смесь из глинозема. Кроме этого, состав смеси включает в себя известняк, известь или глиноземную породу. Возможна окраска вещества в серо-зеленый, коричневый или черный цвет.

Главное достоинство глиноземистых цементов — это огнеупорность благодаря наполнителям, таким как магнезит, шамот, руда.

Как правило, его использование связано с промышленными конструкциями, подверженными влиянию высоких температур, воды или газа. При авариях и ремонтных работах также возможно его применение, как заделочного вещества на морских суднах.

Пуццолановая смесь

Данное понятие объединяет в себе группу цементных растворов, имеющих в своем составе минеральные вещества, и которые занимают в общей растворной массе не менее 20%. Также в нем присутствуют портландцемент и немного гипса. Пуццолановый цементный раствор применяется для сооружения подводных и подземных конструкций. Отличительные свойства:

  • стойкость к коррозии;
  • медленное затвердение;
  • стойкость к низким температурам.

Вернуться к оглавлению

Шлакопортландцемент

Это вяжущий материал, который характеризуется возможностью затвердения как в водной среде, так и в воздухе. Производится путем измельчения смеси из портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака. Возможно смешивание предварительно измельченных компонентов. Шлакопортландцемент имеет следующие характеристики:

  • наличие шлака замедляет затвердения;
  • низкая прочность;
  • умеренное выделение тепла при затвердевании;
  • деформации бетона значительно меньше.

Все марки этого вида цемента используются при устройстве бетона для строений вне зависимости от расположения.

Цементные свойства

Основными свойствами являются:

  • тонкое измельчение — главное условие, которое является основным показателем длительности затвердения и прочности бетонного раствора;
  • стойкость к коррозии — определяет уровень противостояния цемента влиянию окружающей среды;
  • стойкость к низким температурам — свойство, которое означает особенность цементного стройматериала реагировать на перепады температуры;
  • потребность воды — ее необходимое количество для качественного процесса гидратации цемента и наделения его пластичностью;
  • прочность — обозначается маркой, указанной на упаковке;
  • сульфатостойкость — возможность противостоять воде, содержащей ионы сульфата.

Вернуться к оглавлению

Условные обозначения

Выделяют следующие цементно-марочные обозначения:

  • вид цемента обозначается по первым буквам, например, портландцемент – ПЦ;
  • цементная марка, которая определяется крепостью на сжатие – от М300 до М700;
  • количество включенных добавок. При запрете добавления – ДО, до 5% от общей массы – Д5, от 5 до 20% — Д20;
  • в зависимости от определяющих характеристик: например, быстротвердеющий – Б, гидрофобизированный – ГФ.

Свойства бетона ухудшаются при длительном его хранении. В результате воздействия влаги на цемент понижается его марка. За один месяц теряется 10% прочности. Исходя из этого, нужно учитывать прочность при составлении пропорций цементного раствора.

Выбор марки цемента для приготовления бетона

Выбор вяжущего вещества зависит от типа строительства, от окружающих факторов. На практике создана таблица соответствия марки цемента и его расхода. Так, расход смеси марки М200 равен 200-240 кг/м3. Раствор М300 используется в количестве 215-240 кг/м3. Расход самой высокой марки М500 – 250-440 кг/м3. Эти расчеты позволяют определить количество требуемого цементного материала для приготовления определенного класса/марки бетона. Как правило, они проводятся при возведении фундамента.

Какие особенности выбора цемента?

Приготовление бетона требует ответственного подхода к решению вопроса: вяжущее вещество какой марки необходимо для строительства? От высоты марки зависят связующие особенности. Следует запомнить несколько правил:

  • марка цемента должна быть в 2 раза больше, чем марка будущего бетонного раствора. Например, раствор М200 требует цемент марки М400;
  • обращайте внимание на срок и условия хранения вяжущего вещества. Даже сухой на вид материал может иметь лишь половину первоначальной прочности, если условия хранения нарушены. Лучше приобретать цементный раствор перед началом работ на бетоне и у известных производителей.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Цемент – это не только вяжущее вещество, но основной составляющий компонент бетонного раствора. Именно от него зависят прочность и надежность будущей конструкции.

Следует обращать внимание не только на особенности определенного вида этого строительного материала, но и на его качество, которое напрямую зависит от условий хранения.

Прочность бетона – что влияет на прочностные характеристики

Прочность бетона – ключевой показатель его качества, определяющий назначение и параметры использования ЖБИ. Процесс проектировки конструкций осуществляется таким образом, чтобы изделия могли выдерживать соответствующие нагрузки на сжатие. Этот показатель определяется классом и маркой бетона, которые могут быть определены через 28 суток после заливки.

Динамика роста прочности за указанный период позволяет оценить его характеристики, в то время, как окончательное затвердение смеси происходит в течение нескольких лет. Качественный бетон спустя 28 суток должен обеспечить прочностный показатель при сжатии с усилием 200кгс/см2. Наряду с технологией, влияющей на прочность бетона, присутствует ряд объективных факторов, определяющих качество железобетонных изделий.

Факторы, влияющие на прочность

К основным технологическим факторам, определяющим прочность бетона, относят:

соотношение цемента и воды;

тип и качество наполнителей;

применение повторного вибрирования.

Цементы повышенной активности, которая определяется зависимостью Rb= f(RЦ), традиционно обладают большей прочностью и применяются в строительстве многоэтажных, промышленных зданий, в дорожном и инженерном строительстве. Такие марки обладают большим сроком эксплуатации, надежны и не подвержены механическим и биологическим повреждениям. Марочная прочность определяется видом используемых легких или тяжелых бетонов. Использование сульфастойких цементов позволяет получить высокую прочность бетона при воздействии внешних факторов, в качестве которых выступают различные агрессивные среды. Практическая сфера применения легирующих добавок актуальна при формировании на основе смеси для конструкций, задействованных при строительстве домов, несущих конструкций гражданского или промышленного назначения, мостов.

Тяжелый бетон характеризуется повышенным показателем объемного веса, который изменяет свое значение в пределах 2200 – 2800 кг/м3 в зависимости от вида заполнителя. В качестве последнего могут применяться карбонатные, кварцевые, гранитные породы. При формировании опор в виде фундаментов находит применение бетон марки 100, для монолитных конструкций в виде колонн, перекрытий и балок – марки 150, обычнее сборные конструкции формируются на основе марок 200-250. Монолитные конструктивы с предварительным напряжением могут армироваться марками от 300 до 600, в то время как наиболее высокие марки редко находят практическое применение.

Количественный показатель содержания цемента в бетонной смеси также определяет ее прочностные характеристики – он растет до определенного уровня с повышением концентрации цемента. Следует помнить, что излишек цемента в составе смеси снижает ее устойчивость к усадке и увеличивает ползучесть. Максимально допустимым количеством считается до 600 кг цемента в 1 кубометре товарного бетона.

Соотношение воды и цемента в составе смеси также влияет на ее прочностные характеристики – чем оно выше, тем ниже прочность. При правильной технологии для затвердения и обеспечения прочности требуется воды в объеме 20% от массы цемента. Однако в случае с ЖБИ расход воды увеличен, поскольку смесь не должна быть слишком пересушенной для формирования равномерной и плотной смеси.

Бетон тем прочнее, чем более крупные наполнители использованы в процессе его приготовления. Не рекомендуется превышать рекомендованное количество песка, исходное сырье необходимо максимально очистить от глины и мелкозернистых фракций. Крупнозернистый заполняющий состав способствует лучшему проникновению цементного теста в образовавшиеся пустоты и обеспечению лучших параметров сцепления всех составляющих будущего изделия. Форма заполнителя играет определяющую роль. Сцепление обеспечивается намного лучше с заполнителями неправильной геометрии, в то время как округленность либо загрязнение заполнителя оказывает обратный эффект.

Тщательность вымешивания смеси также отражается на прочностных показателях. Для ЖБИ важен также порядок укладки бетонных смесей, который подразумевает промывку и обработку стыков, от чего зависит прочность, предотвращающая сколы и появление трещин.

Показатели прочности бетона оцениваются в возрасте 28 суток и зависят от температуры, при которой происходило отверждение смеси в соотношении с пределом достигаемой прочности при застывании при температуре +20 о С:

Повторное вибрирование, выполненное до завершения процесса полного схватывания, позволяет увеличить показатели прочности до 20%, это единственный технологический процесс, способный качественно повлиять на эксплуатационные характеристики. Технология производства может предусматривать разнообразные методики виброштампования, вибрирования под нагрузкой или вибропроката, которые направлены на усовершенствование прочностных показателей бетона.

В результате повторного вибрирования повышается плотность и увеличивается скорость процесса гидратации входящего в состав смеси цемента.

На что влияет подвижность бетонной смеси, и как ее измерить

Один из самых востребованных материалов в строительстве — бетон.

Наряду с основной характеристикой бетона — прочностью — большое значение имеет удобоукладываемость бетонной смеси, поскольку она влияет на трудозатраты при производстве бетонных работ и качестве готовых контрукций.

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

Количество воды в составе бетонного раствора может быть разным.

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

Удобоукладываемость бетона зависит от двух параметров:

Подвижность бетона

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса или незначительной обработки. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее.

По подвижности все смеси делятся на 3 вида:

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Расслаиваемость регламентируется по ГОСТ 10181.4-81.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Для определения текучести бетона используют метод испытания с конусом Абрамса, который также называется «испытанием бетона на осадку».

Этот метод используется в отечественной практике и соответствует европейским нормам.

Видео: Конус Абрамса

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Нормальный конус используют для растворов, содержащих заполнители фракции не более 40 мм. Для смесей с более крупным заполнителем применяется увеличенный конус.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

Видео: Учимся определять подвижность бетона

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Факторы, влияющие на подвижность

Представим себе бетонные растворы с разным содержанием воды. Густой раствор с низким водоцементным соотношением держит форму и не растекается. Чем выше водоцементное соотношение, тем выше текучесть раствора. Таким образом, основной фактор, влияющий на подвижность бетонной смеси — пропорции воды к цементу.

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

Подвижность бетонной смеси зависит также от следующих факторов:

  1. Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
  2. Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
  3. Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

В качестве пластифицирующих добавок используют:

  1. хлористые соли;
  2. электролиты;
  3. поверхностно-активные вещества;
  4. клей ПВА-МБ;
  5. известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

  1. Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
  2. Экономия воды.
  3. Улучшение смешиваемости раствора.
  4. Предотвращение расслаивания смеси.
  5. Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
  6. Качественное заполнение опалубки.
  7. Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
  8. Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
  9. Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Как применяются в строительстве смеси разной подвижности

Подвижные смеси классифицируются на 4 категории, с П1 по П5:

  1. П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
  2. П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
  3. П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
  4. П5 — текучие смеси (литьевые) применяются только в герметичных опалубках. Подходят для густоармированных конструкций.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

  1. В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
  2. Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
  3. Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
  4. При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

Сохраняемостью свойств называют способность бетонной смеси сохранять удобоукладываемость в течение заданного времени.

Применение пластификаторов позволяет замешивать смеси повышенной сохраняемости. По сравнению со смесями, не содержащими специальные добавки, смеси повышенной сохраняемости имеют следующие преимущества:

  1. переносят длительную транспортировку без потери свойств;
  2. оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
  3. повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
  4. уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
  5. снижают объем работ и затраты электроэнергии;
  6. повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Читайте также:  Твинблок: плюсы и минусы, область применения материала
Ссылка на основную публикацию