Из чего делают бетон. Из чего делают бетон?

Здесь мы перечислили различные виды бетона, которые производятся для удовлетворения широкого спектра требований. Каждый из них обладает уникальной прочностью, плотностью, химической и термической стойкостью. Подробно описаны их свойства и применение.

Состав бетона: из чего состоит бетонная смесь, пропорции и соотношение компонентов

Бетон — это строительный материал, широко используемый в гражданском и промышленном строительстве. Она бывает разных сортов.

Наиболее популярным является тяжелый бетон, в котором в качестве связующего вещества используется цемент. Его свойства регламентированы ГОСТ 26633-2015. В случае высоких требований к теплоизоляционным свойствам используются легкие бетоны — газобетон, пенобетон, материалы на пористых заполнителях, соответствующие ГОСТ 25820-2014.

Среди легких бетонов отдельные производители чаще всего выбирают смеси с керамзитобетоном в качестве заполнителя и цементом в качестве вяжущего.

Номенклатура и соотношение компонентов зависят от требуемого класса прочности для соответствующего применения:

• М100 (В 7,5). Малопрочный материал, используемый на начальных этапах строительства для устройства подстилающего слоя перед заливкой ленточных и плитных фундаментов, установки бортового камня.
• М150 (В 10, В 12,5). Применяется в подготовительных строительных работах, для устройства стяжек пола, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок, в дорожном строительстве, для монтажа бортового камня.
• М200 (В 15) – М300 (В 22,5). Это популярные строительные материалы, используемые при возведении фундаментных конструкций, изготовлении ЖБИ, устройстве подпорных стен.
• М350 (В 20). Бетон, используемый при производстве ЖБИ, предназначенных для восприятия серьезных нагрузок, – плит перекрытия, колонн, балок, чаш бассейнов.
• М400 (В 30) и выше. Эти высокопрочные бетоны в рядовом гражданском и промышленном строительстве не используются. Их области применения – строительство мостов, банковских хранилищ, гидротехнических сооружений.

Таблица составов бетона для различных классов прочности.

Бетонная сухая смесь C/P/M по массе, кг

Состав сухой бетонной смеси C/P/S/S по объему, м 3

Содержание

• 1 История
• 2 Изготовление
• 3 Виды бетона
• 4 Эксплуатационные свойства
  • 4.1 Прочность на сжатие
  • 4.2 Удобоукладываемость
  • 4.3 Другие важные показатели

  Он известен уже более 6000 лет (Месопотамия) и широко использовался в Древнем Риме 1.

  После падения Римской империи рецепт изготовления бетона был забыт на тысячу лет. Современный цементный бетон известен с 1844 года (И. Джонсон). В 1824 году Джозеф Аспдин получил патент на портландцемент, а в 1796 году Джеймс Паркер получил патент на «римский цемент».

  Мировыми лидерами по производству бетона являются Китай (430 миллионов кубометров в 2006 году)2 и США (345 миллионов кубометров в 2005 году3 и 270 миллионов кубометров в 2008 году)2 Россия произвела 52 миллиона кубометров в 2008 году.

  Изготовление

  Бетон изготавливается путем смешивания цемента, песка, заполнителей и воды (пропорция смешивания зависит от качества цемента, пропорции и влажности песка и заполнителей) и небольшого количества добавок (пластификаторы, гидроизоляторы и т.д.). Цемент и вода являются наиболее важными вяжущими веществами при производстве бетона. Например, если для изготовления бетона качества 200 используется 400 цемента, то используется соотношение 1:3:5:5:0,5. Однако, если используется цемент качества 500, то при таком соотношении условно получается бетон качества 350. Водоцементное отношение (В/Ц) является важным свойством бетона. Чем ниже значение В/Ц, тем выше прочность бетона. Теоретически, ПДК 0,2 достаточно для гидратации цемента, но пластичность такого бетона очень низкая, поэтому на практике используется ПДК = 0,3-0,5.

  Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, что увеличивает подвижность бетона, но многократно снижает его прочность.

  Прочность на сжатие

  Наиболее важным свойством бетона является прочность на сжатие. Это определяет конкретный класс. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «В» и цифрами, указывающими напряжение прочности в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение B25 означает, что бетон этого класса в 95% случаев выдерживает давление 25 МПа. При расчете значений прочности следует учитывать коэффициенты, например, типичная прочность на сжатие для класса B25 составляет 18,5 МПа. Возраст бетона, соответствующий категории по прочности на сжатие и осевому напряжению, должен быть определен в проекте исходя из возможных фактических условий расчетных нагрузок, метода строительства и условий твердения бетона. Если эти данные отсутствуют, класс бетона определяется в возрасте 28 дней.

  Помимо классов, прочность бетона определяют также марки, обозначаемые латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, которые указывают конечную прочность на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны из тяжелых и мелкозернистых материалов. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между классами и марками с коэффициентом вариации прочности бетона 13,5 %:

  Класс прочности бетона по прочности	Класс прочности бетона по прочности
  B3,5	М50
  B5	М75
  B7,5	М100
  B10	М150
  B12,5	М150
  B15	М200
  B20	М250
  B22,5	М300
  B25	М350
  B27,5	М350
  B30	М400
  B35	М450
  B40	М550
  B45	М600
  B50	М700
  B55	М750
  B60	М800
  B65	М900
  B70	М900
  B75	М1000
  B80	М1000

  Для испытания прочности незатвердевших смесей используются обычные камеры твердения; прочность готовой конструкции проверяется молотками Кашкарова, Физделя или Шмидта.

  Удобоукладываемость

  Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», бетонные смеси различают в зависимости от их обрабатываемости (обозначается буквой «Р»):

  • сверхжесткие (жесткость более 50 секунд);
  • жесткие (жесткость от 5 до 50 секунд);
  • подвижные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

  ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по обрабатываемости:

  Процент обрабатываемости	степень жесткости, s	усадка конуса, см
  Твердость бетонных смесей
  SZH3	Выше 100	—
  SG2	51-100	—
  JP1	Менее 50	—
  Жесткие смеси
  Ж4	31-60	—
  Ж3	21-30	—
  Ж2	11-20	—
  Ж1	5-10	—
  Жесткие смеси
  П1	4 и ниже	1—4
  П2	—	5—9
  П3	—	10-15
  П4	—	16-20
  П5	—	21 и более

  Штампованный бетон

  

  Типичные применения: Полы плавательных бассейнов, дорожные покрытия, дорожки, патио.

  Штампованный бетон окрашивается и текстурируется для создания иллюзии узоров, напоминающих камень, сланец, дерево или кирпич. В отличие от других вариантов бетона, он изготавливается путем добавления в смесь основного цвета, акцентного цвета и рисунка.

  Штампованный бетон имеет среднюю прочность на сжатие, обычно от 20 до 30 МПа. Он придает полу не только прочность, но и привлекательный внешний вид (доступно множество вариантов отделки). При надлежащем уходе он может прослужить не менее трех десятилетий.

  В целом, это более дешевая и экологически чистая альтернатива натуральному камню или кирпичу.

  Гипсобетон

  В основном используется как: Субстрат; покрытие верхнего слоя почвы.

  Гипсобетон представляет собой смесь портландцемента, гипса и заполнителей. Помимо выравнивания полов, он используется для изготовления стен и панелей в неструктурных сооружениях и строительных ограждениях.

  По весу гипсобетон можно разделить на три группы:

  • сверхлегкие со средней плотностью менее 500 кг/м 3
  • Легкие со средней плотностью менее 500-1800 кг/м 3
  • Нормальный вес со средней плотностью менее 1800-2500 кг/м 3

  Легкий гипсобетон изготавливается из пористых природных (известняк, пемза) и синтетических материалов (керамзит, вермикулит). Гипсобетон нормального веса содержит мелкие заполнители (природный песок) и крупные заполнители (щебень и гравий).

  Асфальтобетон

  

  Используется для: Дороги с покрытием, аэропорты, автостоянки.

  Битумный бетон (или просто асфальт) представляет собой смесь асфальта, заполнителей, добавок (например, полимеров) и противоскользящих веществ. После производства смесь транспортируется на грузовике к месту укладки, где равномерно распределяется механической укладочной машиной или асфальтоукладчиком.

  Затем он уплотняется до определенной степени тяжелыми катками, чтобы получить гладкое, равномерно уплотненное дорожное покрытие. Для достижения достаточной плотности бетон уплотняют до того, как температура смеси опустится ниже 79 градусов Цельсия.

  Различные асфальтовые смеси имеют разные свойства с точки зрения шума, эффективности торможения и прочности дорожного покрытия. С точки зрения шума асфальтовые покрытия намного лучше, чем покрытия из портландцемента и гравия.

  Какие пропорции бетонных материалов необходимы и какое качество требуется? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Вам будет легче сориентироваться, если вы будете знать, какие виды бетона для чего можно использовать (мы упомянули только те, которые используются для строительства частного дома, его ремонта или ландшафтного дизайна).

  M100 (B7.5). Это так называемый тощий бетон. Он используется для подготовки строительных площадок для важнейших строительных проектов. Например, при устройстве ленточных фундаментов поверх гравийно-песчаного основания укладывается слой тощего бетона, а затем начинается армирование. Этот же состав используется при укладке бордюров, например, при строительстве дорожек или тротуаров вокруг дома.

  M150 (B12.5). Эта смесь используется для подготовки плитных фундаментов, для стяжек, для заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона можно использовать для фундамента небольших легких сооружений, например, деревянной бани или небольшого гостевого домика из дерева или бревен.

  M200 (B15): Один из самых популярных видов бетона. Используется для строительства фундаментов всех видов для легких домов в обычных полах, закладных, лестниц, террас, дорожек. Из этого вида бетона изготавливают цементные блоки в домашних условиях, но он также используется на заводах для строительства фундаментов и строительных блоков.

  

  M250 (B20): Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Он используется для строительства фундаментов в композитных грунтах или в нормальных грунтах, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Из них делают подставки, которые можно использовать в качестве дорожек, наружных лестниц, бетонных террас, заборов и т.д. Он также используется для изготовления плит перекрытия для легких грузов.

  M300 (B22.5). Также подходит для всего вышеперечисленного, но в еще более сложных условиях. Может использоваться для фундаментов под тяжелые здания на рыхлых почвах, монолитных стен, дорожек, водонепроницаемых плит и т.д. Этот тип бетона в основном используется для плит перекрытий и свайных фундаментов.

  M350 (B25). Прочность этой марки в основном слишком высока для частного строительства. Этот бетон используется для строительства монолитных бассейнов или для строительства фундаментов в местах с высоким уровнем грунтовых вод, а также для других конструкций, требующих высокой водонепроницаемости. Эта марка уже все чаще используется в промышленном строительстве.

  M400 (B30). Это дорогой вид бетона, используемый в местах с особыми требованиями: для больших бассейнов, плотин, банковских хранилищ и т.д.

  Приготовление бетона

  При больших объемах работ лучше заказывать бетон на заводе. Приготовление большого количества раствора вручную или даже с помощью бетономешалок затруднительно, а укладка его партиями требует дополнительных усилий для обеспечения хорошего сцепления слоев. Однако можно обрабатывать бетон и вручную. В этом случае есть две последовательности шагов:

  

  1. Сначала в сухом виде перемешивают бетон и песок. Его смешивают до тех пор, пока цвет не станет однородным. Потом засыпают щебень, все снова перемешивают, и последней добавляется вода.
  2. Сначала заливается вода, в нее — цемент. Когда все перемешается добавляют песок и потом крупный заполнитель.

  Во первых, существует вероятность того, что при ручном перемешивании несмешанный состав останется на дне, близко к стенкам емкости, что снизит прочность бетона. Решение заключается в том, чтобы хорошо и тщательно все перемешать. Однако не стоит тратить на это слишком много времени: Раствор начнет густеть.

  Второй вариант имеет свои недостатки: Иногда требуется очень много времени для приготовления однородной цементной пасты (смеси цемента и воды), поэтому времени для соединения с заполнителями не хватает: Цемент «застывает», и прочность бетона снижается.

  Это не так критично, как в случае с бетономешалками, но и не идеально. Здесь кроется другая сложность. Бетон обычно доставляется на строительную площадку на тележках. Весь объем не поместится в одну, поэтому оставшаяся часть разворачивается в миксере. Это лучше, чем оставить его стоять, но если его перемешивать слишком долго, то в миксере произойдет расслоение бетона, что приведет к снижению прочности. Решение — две тележки и два человека для их перевозки. Вы сами решаете, какой способ заливки использовать — первый или второй.

  

  И все же, как подготовить бетон. У вас есть выбор. Если объем небольшой, можно месить вручную. Но делайте это осторожно. Для заливки фундамента лучше заказать миксер, но можно использовать и бетономешалку (или две, в зависимости от объема). А чтобы решить проблемы с неоднородностью смеси (хотя лучше иметь хорошую смесь), обработайте залитый бетон вибратором. Большинство проблем исчезнет.

  Теперь поговорим о требованиях к бетонным элементам, их размерам и качествам.

  Требования к цементам для бетонов

  Для большинства строительных работ используется цементный бетон, вяжущим веществом которого является портландцемент. Можно также использовать известковый цемент, но область его применения в основном ограничивается отделочными работами, выполняемыми «по старинке».

  Виды портланцементов и их хранение

  Существует несколько типов портландцемента: шлакопортландцемент, глиноземистый цемент и пуццолановый цемент. Все они имеют немного разные свойства, но все подходят для частного строительства. Разница может повлиять только на время схватывания: Дольше всего не схватывается портландшлаковый цемент — до 12 часов, затем идет стандартный портландцемент — до 10 часов, а самый быстротвердеющий глиноземистый цемент — не более 8 часов.

  

  Цемент предъявляет высокие требования к условиям хранения, особенно к влажности. Для важных конструкций — фундаментов, плит перекрытия и т.д. — желательно использовать свежий материал, только что с завода. Уже за один месяц он теряет до 10 % своих свойств, а за 6 месяцев они ухудшаются на 30-35 %. Поэтому, например, для заливки основы лучше брать ее не старше двух недель и покупать непосредственно перед использованием.

  Хранить в сухом, хорошо проветриваемом месте. Если места нет, храните его под навесом или заверните в несколько слоев полиэтиленовой пленки для защиты от влаги. Примечание: Завернуто, не покрыто. И желательно не на земле, а на деревянном настиле. Дело в том, что при намокании цемента, даже в парообразном состоянии, он становится комковатым, что значительно снижает эксплуатационные характеристики бетона. Если влаги много, он просто превращается в камень, и использовать его невозможно. Поэтому позаботьтесь о помещении для хранения цемента заранее.

  Маркировка цемента

  Качество используемого цемента обычно указывается в составе бетона. Он обозначается буквой М и цифрами, которые указывают на максимальную прочность бетона, которая может быть достигнута при использовании этого вяжущего. Например, для цемента типа М400 максимальная прочность бетона, которую можно достичь, составляет М400, но существуют и более низкие прочности.

  Затем следует буква «D» и цифры, указывающие на количество примеси. M400 D15 означает 15% примеси в вяжущем. Для целей строительства этот процент не должен превышать 20%.

  Как соотносится марка цемента и прочность бетона

  Все бетонные смеси маркируются в соответствии с ГОСТом. Аббревиатура дает исчерпывающую информацию о материале. Он содержит буквы и цифры. Давайте проанализируем написание букв.

  • М — марка, показывает количество цементного порошка в массе.
  • В — класс, определяет прочность строительного камня.
  • F — морозостойкость, показывает количество циклов оттаивания/заморозки, которые отвердевший состав выдерживает без потери основных свойств.
  • П — подвижность, характеризует способность жидкой массы растекаться и заполнять пустоты.
  • W — гидрофобность, показывает устойчивость к воздействию влаги.

  Цемент, основной компонент бетонной смеси, также имеет маркировку. Он маркируется буквой М, за которой следует цифра. Далее следует число, указывающее конечную прочность на сжатие образца объемом 1 м3. Самый низкий уровень — М-100 и доходит до М-1000. Для самостоятельного смешивания обычно выбирают М-400 или М-500, при этом более низкие значения не обладают необходимыми прочностными характеристиками, а более высокие, наоборот, обеспечивают слишком большой запас прочности.

  Несмотря на сходство в обозначении, виды цемента и бетона совершенно разные. Цементный порошок одного и того же качества придает бетонной смеси разную прочность. Все зависит от пропорций сырья, наличия или отсутствия добавок и соблюдения технологии производства. Поэтому, прежде чем смешивать бетон, необходимо определить его качество. Затем выбирают пропорции состава и качество цементного сырья.

  

  Соотношение основных компонентов смеси и таблицы пропорций бетона

  Строительный камень в сыром виде представляет собой пластичную пасту. Основными ингредиентами являются цемент, песок и вода, причем их количество может быть ограничено, если вы хотите заливать раствор, штукатурить стены или укладывать кирпичи. В других случаях для придания смеси дополнительной прочности добавляются крупные заполнители. Во всех случаях наиболее важной характеристикой является содержание летучих органических соединений (или водоцементное отношение). Это массовое соотношение между сухим цементным порошком и водой.

  Соотношение напрямую влияет на плотность и прочность закаленного материала. Отсутствие влаги снижает качество строительства, так как цементный порошок не содержит жидкости и не растворяется. С другой стороны, избыток воды не вступает в реакцию с порошком и остается в виде пустоты в монолите. Все это снижает качество материала. В идеале значение ORC составляет 0,5, т.е. на каждые 2 кг порошка требуется 1 кг воды. Необходимо учитывать свойства различных наполнителей, которые могут быть влажными или сухими. В последнем случае все они удаляют влагу из раствора.

  Еще один нюанс. Смешивать с идеальным WWC сложно. Очень трудно равномерно распределить его в формах руками. Поэтому на практике она становится более подвижной. Для поддержания прочности увеличивается количество цементного сырья, что приводит к перенапряжению. Мы можем поступить по-другому и добавить пластификатор. Это соединение, которое улучшает текучесть массы. Поскольку он недешев, на стройках его заменяют любым моющим средством. Растворите его в воде, дайте пене осесть и только после этого добавьте жидкость в смесь.

  Соотношение цемента и песка для бетона должно быть рассчитано правильно. Основная сложность заключается в том, что в рекомендациях обычно указывается массовое соотношение ингредиентов. Непрактично постоянно взвешивать сырье для раствора на месте, поэтому оптимальным вариантом является объемное соотношение. Производители обычно используют стандартное 10-литровое ведро в качестве единицы измерения. Отмерить сухие ингредиенты очень просто. Добавление воды составляет ровно половину веса цементного порошка. Проще один раз взвесить цемент, а затем отмерить воду, исходя из полученного результата.

  Применение марок бетона по прочности

  Чтобы определить прочность материала, необходимо знать, какие марки используются для этого показателя:

  1. М 600 – отличается высокой прочностью и применяется в строительстве мостовых из железа и бетона, сооружений для использования водных ресурсов и построек особо значимого назначения.
  2. М 550, М 500, М 450 – прочный материал, внедряется в строительство подземного транспорта, плотин и дамб.
  3. М 400 – отличается моментальной адгезией с поверхностью. Но из-за высокой цены, имеет низкую популярность. Используется в строительстве мостов и других специальных конструкций.
  4. М 350 – довольно прочный материал, применяется в строительстве ригелей, чаш бассейнов, колонн, плит перекрытий и в строительстве других сложных архитектурных конструкций.
  5. М 250, М 300 – это два самых распространенных вида, с их помощью создаются лестницы, бетонные подмостки, подпоры и заборы.
  6. М 200 – создание тротуарных дорог, заливка фундамента, создание стяжки в жилых зданиях, а также изготовление лестниц, не обходится без бетона с этим обозначением.
  7. М 150 – тощий тип бетона, применяется на начальном этапе строительных работ и ещё для заливки бетонных дорожек и бетонирования пола в помещениях с небольшой площадью.
  8. М 100 – используется в подготовительных работах, обычно монтируется тонким слоем, для монтажа арматуры какой-либо конструкции, применяется для обустройства бордюров и в укладке движимой полосы. Это лёгкий тип бетона, поэтому не подходит для работ с ответственными конструкциями.

  Знание марок и того, как они используются, поможет вам не ошибиться при выборе материала.

  

  Раствор для строительства дома

  Для этих целей обычно используется раствор М 100, который производится в твердой консистенции. Тот же цемент можно использовать для дорожек или лестниц, но бетон должен быть более пластичным.

  Если дом строится на влажном грунте, следует использовать цемент марки М 150.

  Если вы строите ленточный фундамент или ненагруженную часть здания, достаточно будет M200 или M250. Благодаря тому, что раствор становится более податливым, его можно использовать при строительстве септиков, ям или выгребных ям.

  Фундамент дома будет прочным и надежным, если он построен из цемента марки М300 с фракцией 20-40 мм в качестве крупного заполнителя.

  

  Пропорции бетона должны соответствовать используемому качеству.

  M 450 и M 500 обычно не используются для строительства частных домов. Он обладает повышенным значением прочности и предназначен для зданий с повышенными требованиями к безопасности.

  Рецепт приготовления раствора

  Когда раствор производится на строительной площадке, взвесить его не всегда просто. Таким образом, можно определить пропорции бетона в бадьях бетоносмесителя.

  Пропорции для наиболее часто используемых вариантов приведены ниже:

  • Для получения бетона М 150 необходимо взять цемента одно ведро, песка – три, а гравия – пять.
  • Марка М 200 на то же количество цемента потребует 2,5 ведра песка и 4 – гравия.
  • Для получения М 300 для ведра цемента берут 1,7 – песка, 3 – гравия.

  Здесь использовался цемент качества М 400. В каждом из вышеперечисленных случаев воды следует брать чуть меньше, чем полное ведро.

  Можно не только использовать указанные пропорции бетона для бадьевых фундаментов, но и заменить эту меру объема на любую более подходящую.

  

  При приготовлении раствора пропорции отдельных ингредиентов можно использовать по весу или по объему. В последнем методе ингредиенты не нужно взвешивать.

  Для выполнения работ необходимо использовать подходящий тип цемента и способ приготовления раствора. При этом необходимо соблюдать пропорции ингредиентов раствора. В этом случае правильно подобранный и подготовленный бетон будет прочным и долговечным.

  Немного больше внимания!

  Напишите в комментариях, что вы думаете — выгоднее ли бетон, купленный на заводе и приготовленный с помощью бетономешалки, чем импровизированный, или лучше потратить время на ручное перемешивание, но сэкономить деньги?

  Читать еще:  Чем отличается МДФ от ЛДСП и что лучше. Мдф что это за материал?