Setka42.ru

Сетка №42
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цемент: виды, применение, характеристики, особенности и оценка эффективности

Цемент: виды, применение, характеристики, особенности и оценка эффективности

Впервые цемент был изобретен английским ученым Джозефом Аспиндом. Смешивалась пыль извести и глина, затем все это обжигалось. Следующим шагом получившаяся смесь приводилась в порошковый вид и смешивалась с водой. По итогу получался очень крепкий материал, который имел большое сходство с камнями, производимым в городе Портланд. Из-за чего он и был назван портландцементом.

Краткое содержимое статьи:

Требуется портландцемент марки 500 и выше, соответствующий требованиям ГОСТ 10178. Для изготовления 1 кубометра смеси необходимо 485 кг.

Песок

Используется карьерный либо речной песок по ГОСТ 8736. Плотность — от 2 до 3 т/м3. Нужен песок без примесей. Поэтому он обязательно подвергается очистке. Максимальное содержание частиц глины и пыли — 2%. Рекомендуется включать в состав песок фракции не менее 2,5 мм. Количество на 1 кубометр — 780 кг.

Щебень

Для получения высокопрочного бетона необходим щебень из горных пород со средней плотностью 2000-3000 кг/м3. Он должен отвечать требованиям ГОСТ 8267. Чаще всего применяют гранитный щебень с модулем крупности от 5 до 20 мм. Марка по дробимости — от 1200 и выше. Количество на 1 кубометр — 980 кг.

Вода

Для затворения смеси нужно использовать воду с характеристиками, соответствующими ГОСТ 23732. Объем воды на 1 кубометр составляет 194 литра.

Пластификатор

Должен отвечать нормам ГОСТ 24211. Добавлять пластификатор следует в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

Бетон М 100 – состав

При выборе компонентов, входящих в состав бетона, следует руководствоваться проверенной на практике рецептурой и положениями действующего стандарта.

Бетон марки М100 имеет невысокую стойкость к нагрузкам, поэтому используется только в работах, где они незначительны

Подойдет для мелких строительных работ без использования специальных инструментов и приспособлений

Согласно требованиям нормативных документов, раствор готовится на основе распространенных компонентов:

  • портландцемента. Применяются различные марки цемента, которые связывают все ингредиенты раствора;
  • песка. Допускается применение чистого речного или карьерного материала, а также гравийно-песчаной смеси;
  • щебня. Может использоваться заполнитель на основе известняка, а также средняя фракция гранита или гравия;
  • воды. Смесь ингредиентов постепенно затворяется водой на этапе смешивания до обеспечения требуемой консистенции.

При необходимости в бетонный раствор могут водиться специальные добавки, влияющие на его эксплуатационные свойства. Выбор конкретной марки применяемого цемента, крупность наполнителя и вид песка определяются в зависимости от поставленных задач и наличия исходных ингредиентов.

Состав романцемента

Романцемент производят из измельченных известковых или магнезиальных мергелей, которые обжигают при температуре плюс 800-900 градусов.

Состав содержит около 25% глинистых включений, до 15% минеральных добавок, а также около 5% гипса.

Мергель

Сам мергель – это камнеподобная осадочная порода, содержащая до 75% глинисто-карбонатного состава, а также от 25 до 50% нерастворимого остатка – диоксида кремния и оксид эрбия.

Температура обжига мергелей выбирается исходя из состава. Плюс 1100 градусов – для мергелей с малым содержанием углекислого магния, и до +900 для магнезиальных мергелей.

Читайте так же:
Цементная стяжка пола пирог

Соотношение классов и марок

Применение бетона

Описывая марки бетона и их характеристики, нужно упомянуть, что сфера использования каждой из них обычно схожа с соответствующим классом. Если знать эти параметры, можно легко подобрать состав, который будет подходящим для определенного вида работ. Соотношение классов и маркировки прописано в ГОСТ. С учетом принятых стандартов, таблица корреляции для востребованных разновидностей стройматериала выглядит так:

КлассПрочность, кгс/см²МаркаИспользование
В565М75штукатурные смеси
В7.598М100камень для бордюров
В10131М150камень для бордюров
В12.5131М150камень для бордюров
В15196М200укладка напольной стяжки
В20261М250подпорные стены
В22.5294М300железобетонные плиты
В30327М400мостовые конструкции, аэродромы, ГЭС

Таблица прочности бетона, размещенная выше, дает четко понять, что прочностные свойства стройматериала напрямую определяют его назначение. Поэтому подбор марки и класса осуществляется еще на этапе разработки проекта с учетом сопутствующих факторов и рекомендаций специалистов.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.

В современном строительстве основная характеристика бетонной смеси – класс. Наряду с ним еще используется понятие марки бетона. Отличие между этими величинами состоит в предъявляемых требованиях к каждому понятию.

Марка бетона – это численное значение, указывающее средний предел прочности на сжатие выраженный в кгс/см2.
Класс бетона – числовая характеристика прочности на сжатие (в МПа), принимаемая с гарантированной обеспеченностью 95 %.

Следовательно, к классу бетона предъявляются более жесткие требования, чем к марке бетона. Указанный для класса параметр должен выполняться в 95 и более случаев из 100. Значение марки по факту может оказаться как ниже, так и выше требуемого.

Класс бетона согласно нормативной документации принято обозначать большой буквой «B» и цифрами. Например, бетон класса В50 должен выдерживать давление в 50 МПа в 95 % случаев. На рынке чаще встречаются бетоны с классами от В7,5 до В40. Марка бетона обозначается большой буквой «М» и численным значением от 50 до 1000. Используются чаще бетоны марок от М100 до М500.
Соответствие между классами и марками согласно ГОСТ 26633-91 при нормативном коэффициенте вариации 13,5% приведено в таблице 1.

Таблица 1. Соотношение между марками и классом бетона

Бетон изначально характеризуется низкой прочностью и при нормальных условиях приобретает 60-80% от марочной прочности только через 7-14 суток.

Прочностные характеристики бетона напрямую зависят от физико-химических процессов, протекающих при взаимодействии цемента и воды. Их скорости сильно отличаются в теплых и влажных условиях. При быстром высыхании или замерзании бетона процессы прекращаются, что может негативно сказаться на качестве конструкции.

Потому, чтобы бетон приобрел соответствующие классу прочностные характеристики в начальный период (до 28 дней), после укладки необходимо увлажнение залитой конструкции и укрытие. Защитой также может быть нанесение битумной эмульсии на свежеуложенный бетон и укрытие полиэтиленовой или другой пленкой.

Класс бетона и его состав

В состав бетона входит 4 основных компонента:

  • цемент;
  • щебень;
  • песок;
  • вода.

Для улучшения свойств бетона в смесь могут вводиться различные специальные наполнители. Чтобы получить бетон определенного класса необходимо строго придерживаться соотношения основных компонентов.

На заводах для получения товарного бетона зачастую применяют цемент марок 400 или 500. Во втором случае расход цемента будет меньше. Соотношения компонентов наиболее ходовых классов бетона приведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2. Пропорции основных компонентов (цемент, песок, щебень) бетона с цементом М 400


Таблица 3. Соотношение компонентов бетона с цементом М 500


Очень важный показатель – соотношение вода-цемент. Цемент способен реагировать с ¼ массы воды от собственного веса. Для придания б
смеси пластичности используют до 40-70% воды от массы цемента. Избыточная вода остается в застывшем бетоне в свободном состоянии и в дальнейшем испаряется, образуя микропоры, ослабевает его, уменьшает прочность.

Водоцементное соотношение около 0,6 (60% воды от массы цемента) либо 0,5 (на каждые 30 кг цемента необходимо 15 л воды) обеспечивает необходимую морозостойкость. Для изделий, которые будут работать в тяжелых условиях, (тротуарная плитка, дорожные плиты и др.) допустимое водоцементное число 0,4. В бетонной смеси для фундаментов это число составляет 0,75.

Основы технологии производства бетона

На современных заводах загрузка компонентов проводится компьютеризировано. Оператор специального промышленного компьютера управляет производственным процессом. Чтобы гарантировать однородность и точное соответствие бетонной смеси требованиям заказчика проводится контроль данных:

  • дозировки компонентов смеси;
  • время перемешивания и другие показатели.

На основе полученного задания выполняется программа, а за происходящими в бетоносмесителе процессах можно наблюдать с помощью установленной внутри видеокамеры.

Для продления жизнеспособности бетонной смеси, в процессе производства применяются различные добавки: замедлители схватывания, пластификаторы, суперпластификаторы. Их использование позволяет сократить затраты воды, и значит, повысить водонепроницаемость, плотность и морозостойкость изделия. В холодное время года в состав бетонов обязательно вводятся противоморозные добавки. Они позволяют производить заливку при температуре до -250С.

Методы определения соответствия бетона указанному классу

Метод стандартных образцов
Проверка соответствия закупленного бетона указанному в документации классу осуществляется в специализированных лабораториях сжатием отлитых из бетонной смеси кубиков или цилиндров специальным прессом.

Порядок забора контрольных проб и подготовки к проведению анализа:

  • Предварительно изготовляются три-четыре деревянные формы с ячейками 15х15х15 см или 10х10х10 см.
  • Перед забором проб формы обязательно увлажняются. Это необходимо чтобы сухая древесина не забрала влагу из бетона, что сказывается на процессах гидратации цемента.
  • Забор проб проводится при разгрузке бетона непосредственно с лотка бетоносмесителя.
  • Залитые формы тщательно простукиваются молотком или проштыковываются арматурой. Эта процедура проводится для уплотнения смеси, удаления лишнего воздуха.
  • Отлитые образцы выдерживаются при температуре около 20 0С и влажности около 90 % в течение 28 дней.

По истечению указанного срока полученные кубики сдаются в лабораторию для проведения анализа. Образец устанавливается в пресс и нагружается непрерывно и равномерно до его разрушения. По разрушающей нагрузке рассчитывается прочность бетона, и эксперты выдают акт о соответствии образца классу бетона.

Существует возможность проведения исследований на более ранних стадиях твердения бетона (на 3, 7 или 14 сутки). При этом учитывается, что за первые 7 суток при нормальной температуре бетон набирает 70% расчётной прочности. При неблагоприятном температурном режиме период схватывания и твердения значительно увеличивается.

Методы неразрушающего контроля
Чтобы установить прочность уже готовых конструкций чаще всего применяют методы неразрушающего контроля. Это косвенные методы, основанные на определении физических показателей связанных с прочностью корреляционной зависимостью.

Многие специализированные лаборатории проводят замеры прочности бетона на месте с помощью одного из методов:

  • пластической деформации;
  • ультразвукового анализа;
  • ударного импульса;
  • упругого отскока с применением склерометра и др.

Области применения разных классов бетона

Разные виды строительных работ требуют использования бетонов различных классов.

Бетон класса В7,5 (марки М100)
Основное применение этот класс бетона находит в ходе подготовительных строительных работ перед заливкой лент фундаментов («подбетонка») или монолитных плит. Для этого песчаная подушка заливается тонким слоем бетонной смеси. После полного застывания слоя проводятся арматурные работы. Другая область применения бетона класса В7,5 – дорожное строительство.

Бетон класса В12,5 (марки М150)
Применяется в основном:

  • в подготовительных работах перед заливкой монолитных плит фундаментов;
  • для изготовления стяжки пола;
  • при заливке фундамента под небольшое сооружение;
  • в дорожном строительстве;
  • для бетонирования дорожек.

Бетон класса В15 (марки М200)
Бетон этого класса пользуется наибольшим спросом. Его прочность позволяет решить большинство строительных задач:

  • заливку плитных, ленточных и свайно-ростверковых фундаментов;
  • изготовление стяжки пола, подпорных стен, бетонных лестниц, площадок, отмостков, дорожек и дорожных плит.

Бетон класса В20 (марки М250)
Бетон этого класса нашел применение при заливке:

  • монолитных фундаментов;
  • малонагруженных плит перекрытий;
  • лент заборов;
  • лестниц и других конструкций.

Также он используется для организации бетонных отмостков, площадок и дорожек.

Бетон класса В22,5 (марки М300)
Запас прочности этого класса бетона позволяет использовать его для:

  • заливания разных видов фундаментов (свайно-ростверковых, плитных, ленточных);
  • возведения монолитных стен высотных зданий;
  • изготовления лент заборов, плит перекрытий, отмосток, лестниц и других конструкция.

Бетон класса В25 (марки М350)
Высокая прочность бетона В25 позволяет использовать его при строительстве крупных сооружений и зданий, монолитных фундаментов и стен, плит перекрытий, балок, колонн и других конструкций с большой нагрузкой. Именно из этого бетона производится большинство ЖБИ. Другая область применения этого бетона – производство аэродромных плит ПАГ, способных выдерживать экстремальные нагрузки.

Бетон класса В30 (марки М400)
Бетон класса В30 быстро схватывается, имеет высокую морозостойкость и повышенный коэффициент водонепроницаемости. Потому чаще всего используется для изготовления конструкций со специальными требованиями:

  • банковских хранилищ;
  • гидротехнических сооружений;
  • мостовых конструкций;
  • специальных ЖБИ и ЖБК: чаш бассейнов, балок, ригелей, колонн и других изделий повышенной прочности.

Для строительства частных домов бетон В30 практически не используется.

Бетон класса В35 и выше
Бетоны высоких классов используются достаточно редко. Их применение регламентируется специальными требованиями, связанными с дальнейшими условиями эксплуатации конструкций. Из таких бетонов изготовляют:

  • железо-бетонные изделия для метро;
  • мостовые конструкции;
  • дамбы и иные гидротехнические сооружения;
  • ЖБК с повышенными прочностными характеристиками.
Ориентировочная стоимость бетона основных классов

Марка и класс указывают не только на прочностные характеристики бетона, но и на морозостойкость, водонепроницаемость, подвижность массы и т.д. Потому общая стоимость бетона зависит от этих показателей и от цены услуг доставки:

  • загрузочно-разгрузочные работы – в зависимости от объема;
  • транспортировка – по километражу.

В среднем по России цены рознятся не значительно. Например, стоимость 1 м3 товарного бетона разных классов приведена в таблице 4.

Таблица 4. Стоимость 1 м3 товарного бетона разных классов бетона


Окончательная стоимость бетона может меняться при закупке больших партий, наличии акционных скидок и в несезон.

Выбор бетона необходимого класса зависит, прежде всего, от типа проводимых строительных работ. При этом следует ориентироваться на проектную документацию, а в случае отсутствия таковой – на рекомендации квалифицированных строителей.

Морозостойкость бетона

Для бетонирования при минусовой температуре применяются специальные морозостойкие бетоны. Эта способность застывшей бетонной смеси выдерживать многократные циклы заморозки и оттаивания сохраняя при этом на длительное время свои технические характеристики неизменными. Испытательная проверка данного параметра производится до тех пор, пока величина снижения прочности бетона не достигнет пяти процентов. После этого количество пройденных циклов снижается в нижнюю сторону до круглого десятка.

При классификации обозначается латинской буквой «F» и сопровождается цифровым значением 50 — 1000. При наличии специальных добавок максимальное значение «F» может быть более 300, но такие бетонные смеси при массовом строительстве в условиях умеренного климата применяются мало из-за их высокой стоимости.

Марки бетона по морозостойкости

При определении требований к бетону по морозостойкости следует учитывать климатические условия, глубину промерзания грунта и возможную скорость изменения температуры наружного воздуха. Стандартная классификация определяется в ГОСТ 10060-2012 и подразделяет все производимые смеси на 5 классов по морозостойкости:

  • F50 с низкой морозоустойчивостью применяют только в для теплых внутренних помещений;
  • до F150 с нормальной устойчивостью для возведения зданий в местности с теплым и умеренным климатом. Эксплуатация постройки может достигать 100 лет;
  • F150-300 повышенной морозостойкости для районов с суровой зимой и промерзающей почвой, например Сибирь, применяется для любых построек, в том числе бассейнов;
  • F300-500 высокой стойкости для северных районов с глубоким промерзанием грунта;
  • F500-1000 с крайне высокой устойчивостью для особо ответственных сооружений.

Характеристики различных бетонных смесей согласно ГОСТ

Определения стандарта показывают, что наиболее к распространенным маркам в России следует отнести бетоны с показателями F150 – F250. Классификация по ГОСТ не распространяется на бетоны используемые для дорожного строительства и взлетных полос аэродромов.

Таблица морозостойкости и водонепроницаемости бетона различных марок и класс

Марка бетонаКласс бетонаМорозостойкость FВодонепроницаемость W
м100В-7,5F50W2
м150В-12,5F50W2
м200В-15F100W4
м250В-20F100W4
м300В-22,5F200W6
м350В-25F200W8
м400В-30F300W10
м450В-35F200-F300W8-W14
м550В-40F200-F300W10-W16
м600В-45F100-F300W12-W18

Методы определения морозостойкости бетона

В Государственном стандарте 10060-2012 указаны 4 способа лабораторных испытаний затвердевших бетонов на морозостойкость и один химический способ. Для каждого из них необходимо приготовить испытательные образцы в виде бетонных кубиков с длиной ребра 100 мм.

До начала испытаний образцы должны набрать проектную прочность согласно их марке. Для этого они выдерживаются в теплом помещении в течение 28 дней. При необходимости расширенного изучения возможно проведение промежуточных испытаний через 4, 7 и 14 дней после заливки бетона в формы.

Для проведения испытаний могут потребоваться:

  • формы для изготовления образцов;
  • стеллажи для хранения образцов;
  • контейнеры для воды и химических реагентов.
  • морозильное оборудование;
  • термическая печь;

Технология лабораторных испытаний заключается в том, что образцы опускают в воду для намокания, а потом подвергают их многоразовой заморозке с последующим нагревом. При этом охлаждение происходит при температуре -130˚C, нагрев в печи при +180˚C. В результате, если бетонные образцы не теряют прочности и на них не образуются трещины, то марка по морозостойкости отвечает заявленным требованиям.

Сам принцип лабораторных испытаний сводится к подтверждению заявленных результатов. Поэтому на практике реальная морозостойкость материалов всегда выше. Это объясняется в принудительном замачивании образцов и большой разнице в скорости охлаждения и нагрева.

Как происходят испытания, видео

Ускоренный химический и визуальный методы

Для проведения экспресс-испытаний подготовленные бетонные образцы опускают на сутки в серно-кислый натрий. Потом производят просушку при температуре 100˚C на протяжении 4-х часов. Эту процедуру повторяют 5 раз и после этого осматривают бетонные кубики. Если на поверхности отсутствуют трещины и дефекты, то морозостойкость материала не менее F300.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector