Где применяется цемент бетон

Бетон, как строительный материал.

Что же такое бетон?

Бетон – это искусственный каменный материал для строительства, получаемый в результате формования и затвердевания правильно подобранной смеси, включающей в себя:

• Смесь крупных и мелких наполнителей (песок, гравий, камни, фракции щебня, переработанное стекло, куски старого переработанного бетона) -порядка 60-75 процентов.
• Цемент (вяжущее вещество, состоит из силикатов кальция и алюминатов) -порядка 10-15 процентов.
• Вода -порядка 15-20 процентов.

Все эти три компонента хорошо перемешивают между собой в нужных пропорциях. Простые ингредиенты делают материал лучше, чем изначальные составные части. В случае бетона, то важно, что он становится жестким и прочным. Думая о бетоне, то в качестве композиционного материала используется цемент, как связующее, в котором песок и гравий добавляет дополнительную прочность и усилие. Бетон стал главным строительным материалом, используемым во всех областях за счет того, что предоставляет широкие возможности для получения смесей с разными свойствами с добавлением разнообразных наполнителей. Именно эти его характеристики и открывают столь широкие возможности для его применения.

Самый первый образец материала, который можно смело называть прообразом современного бетона, нашли археологи при раскопках древнего поселения в бассейне Дуная. Находка представляла монолитную плиту, служившую полом, а датируется она приблизительно 5 600 г до н.э. Этот материал был получен из смеси гравия с известняка. Также он использовался при строительстве Великих пирамид. Древние римляни вывели строительство бетонных конструкций на новый уровень – после себя они оставили не только фундаменты зданий, но и целые кварталы бетонных построек. Естественно, бетон в древние времена – мало что имел общего с современным. Основное его отличие заключается в составе, на тот момент в нем не было цемента. В качестве вяжущего вещества использовали гипс, известь или глину.

Почему бетон настолько популярный материал в строительстве?

В городах, мы видим бетон повсюду, куда не посмотри, почему так происходит? Его легко сделать из дешевых и легко доступных ингредиентов, легко разлить в формы и придать какой угодно вид (так как он представляет собой вязкую жидкость), также имеет полезные свойства, такие как огнестойкость и водонепроницаемость. Но главная причина, столь широкого применения бетона в строительстве зданий это то, что он имеет большую прочность на сжатии: вы можете его спокойно сжать или нагрузить большим весом. Он широко используется в качестве стен и фундаментов (вертикальные опоры, другими словами), потому что отлично подходит для передачи нагрузки от вертикальных опор в грунт. К сожалению, очень большой недостаток бетона в том, что его прочность на растяжение в 10 раз слабее, чем при сжатии. Образуется довольно много трещин, если бетон попытаться согнуть или растянуть, в связи с этим применение материала в качестве горизонтальных балок мало используется. Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, на самом деле он гораздо легче, чем вы могли бы предположить: он примерно в пять раз менее плотнее свинца, на треть менее плотнее стали, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только более плотный, чем стекло.

Хотя бетон часто смешивают на месте и заливают в формы любой сложности которые необходимы, он также может поставляться в сборных «модулях»: блоки, пилоны стен, тротуары, и облицовка все это можно изготовить на заводе. Современные сегменты мостов, быстро и экономически выгодно собираются из одинаковых бетонных секций, которые формуются на заводе и поставляются на место монтажа. Это делает строительство более легким и быстрым, чем если бы весь мост возводился на месте, что гораздо сложнее сделать в русле реки, например, или в неблагоприятных погодных условиях.

Популярность строительства на основе бетона объясняется такими его важными свойствами, как:

• Прочность. Бетон устойчив к сжатию, и по этому критерию выпускаются его марки с различными цифровыми индексами (М100. М450).
• Плотность. Материал с высокой плотностью наиболее прочен. Бетон не имеет абсолютной плотности, так как в нем присутствуют поры.
• Водопроницаемость. Благодаря этому свойству бетон успешно применяют в строительстве водных объектов – плотин, пристаней, волнорезов и других (W2. W12).
• Теплопроводность. Бетон обладает низкой теплопроводностью, причем по этому показателю уверенно конкурирует с кирпичом.
• Огнестойкость. Бетонные конструкции выдерживают воздействие повышенных температур.
• Морозостойкость. Марка морозоустойчивости отражает предельное количество циклов замораживания/оттаивания, которое данный бетон гарантированно выдерживает без уменьшения своей прочности (допускается снижение не более, чем на 5%) (F50-F1000).

Строительство из бетона – это одна из высокоэффективных и наиболее востребованных технологий возведения конструкций разного предназначения. Строительный процесс предусматривает обустройство опалубки, заливку в нее бетонной смеси. Стройматериал имеет множество достоинств и практически лишен недостатков. Это значительно повышает его рейтинг на строительном рынке. Эксперты рекомендуют этот материал для возведения прочных конструкций с продолжительным сроком эксплуатации.

Источник

БЕТОН И ЦЕМЕНТ – РАЗНИЦА В СОСТАВЕ И СФЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Профессиональные строители, конечно же, знают разницу между бетоном и цементом и отличат один от другого с одного взгляда. А сможет ли непрофессионал также быстро увидеть различия? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять и разобраться, что собой представляют цемент и бетон.

БЕТОН

Само понятие «бетон» произошло от французского слова béton , которое обозначает строительный материал, производимый из искусственного камня. Его получают из специально подобранной уплотненной смеси путем затвердевания и формования. Такая смесь состоит из воды, мелких либо крупных наполнителей, в качестве которых может выступать песок для бетона , и вяжущего вещества, например, цемента. Некоторые бетоны имеют в своем составе дополнительные добавки. Иногда в числе компонентов может отсутствовать вода, как в случае с асфальтобетоном.

Если воды будет слишком много в составе материала прочность бетона снизится из-за его подвижности.

Бетон принято классифицировать по:

• структуре (ячеистая, плотная, крупнопористая и поризованная);
• его основному назначению (декоративный, дорожный и т.д.);
• виду вяжущего вещества (цементные, гипсовые и т.д.);
• условиям затвердевания (затвердение при давлении выше атмосферного, естественных условиях и при пониженном атмосферном давлении);
• видам заполнителей (на специальных, плотных и пористых заполнителях).

ЦЕМЕНТ

Цемент происходит от латинского слова caementum , что обозначает «битый камень» или «щебень». Он служит основой для других строительных материалов, например растворов и бетона. При соединении с водой цемент способен образовывать пластичную массу, которая впоследствии становится прочным телом.

Свои свойства цемент может проявлять даже в условиях влажности, чем и отличается от других вяжущих веществ (например, гипса), которые способны твердеть лишь на воздухе.

Виды цемента весьма разнообразны. Их принято различать по преобладанию того или иного добавочного компонента:

• белита (романцемент, сейчас снят с производства);
• алита (портландцемент, используется в строительстве);
• алюмитной фазы (глиноземистый);
• на основе магнезита (так называемый Цемент Сореля);
• на основе гидросиликата (кислотоупорный);
• смешанные цементы.

БЕТОН В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Использование бетона в строительстве широко распространено. Как правило, это основной материал на большинстве строек: как промышленных, так и частных.

Из бетона изготавливают блоки. Их популярность обусловлена не только прочностью, но и устойчивостью к перепадам температур. Кроме того, бетон дает возможность:

• быстро возводить необходимые сооружения;
• экономить финансы, так как является бюджетным материалом;
• получить архитектурные объекты с выразительной формой.

ЦЕМЕНТ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Использование цемента в строительстве также распространено. Его используют для того, чтобы приготовить различные строительные растворы либо смеси, в том числе бетон.

Ремонтные, кладочные и штукатурные работы невозможны без цемента. Он, а также материалы, приготовленные на его основе, способны заменить кирпич, дерево, известь. Благодаря различным добавкам, цемент способен переносить достаточно низкие температуры, главное – правильно подобрать разновидность.

Есть примеры оригинального использования бетона и цемента. Так, некоторые кутюрье используют цемент в качестве декора для одежды. Известный дом Шанель представил публике интересные модели, украшенные деталями из цемента. А из бетона построено такое чудо света, как египетские пирамиды.

Источник

Что такое бетон: состав и область применения, классификация бетона по разным техническим характеристикам

Несмотря на большое количество новых строительных материалов, популярность бетонных конструкций не уменьшается. Бетон имеет повышенную прочность и надежность, поэтому он остается востребованным при строительстве как жилых комплексов, так и хозяйственных построек.

Бетон — что из себя представляет и для чего нужен?

Бетон — это искусственно созданный строительный монолит, или, как его чаще называют, искусственный строительный камень. Изготавливают его из вяжущего вещества, воды, наполнителей и различных добавок, с помощью которых можно изменять свойства бетонной массы, повышая морозостойкость, снижая истираемость, делая ее водонепроницаемой, жаростойкой и т.п.

В классический состав бетона входят:

В зависимости от производственной необходимости состав бетонной смеси может меняться. Так, широко используемый в строительстве и ремонтах цементный раствор (смесь цемента, песка и воды) является одной из разновидностей бетона, т.н. пескобетоном. Смеси с использованием полуводного гипса или ангидрида называются гипсобетонами.

Существует и силикатный бетон, изготавливающийся на основе извести. Шлакобетон изготавливают из измельченных шлаков с добавлением в состав цемента, извести, гипса или других активаторов затвердения.

С развитием строительной индустрии в состав бетонных смесей начали добавлять новые материалы, чтобы придать искусственному камню нужные характеристики. Например, после введения в его состав стальных опилок появился сталебетон, обладающий повышенной прочностью. Использование в качестве наполнителей пемзы и туфа привело к появлению пемзо- и туфобетона — материалов, отличающихся от классического строительного материала более легким весом и лучшими теплоизоляционными свойствами.

Добавив в состав железную арматуру, можно получить железобетон, а добавив деревянную арматуру — деревобетон. Одна из последних разновидностей — полимербетон, в состав которого добавлены синтетические смолы (карбамидные, эпоксидные и т.д.).

Применение бетона

Область применения бетона обширна — от строительства атомных электростанций до внутренних отделочных работ. Используют бетон в строительстве жилья, качественного и долговечного дорожного полотна, молов, волнорезов и причалов. Характеристики используемого для различных целей материала существенно разнятся.

Например, в строительстве атомных электростанций используют особо тяжелый бетон. 1 м³ этого вещества весит 2,5 т. При строительстве фундаментов многоэтажных домов, а также при изготовлении прочных железобетонных плит используют тяжелый бетон, 1 м³ которого весит от 1,8 до 2,5 т.

Легкий бетон, вес которого находится в диапазоне от 0,5 до 1,8 т/м³, используется для изготовления стеновых панелей, блоков и перекрытий. Существует и особо легкий бетон, который предназначен преимущественно для наружной теплоизоляции зданий и сооружений. Его вес не превышает 0,5 т/м³.

Состав бетона — основные компоненты

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

Чтобы изготовленный своими руками бетон получился прочным и долговечным, надо знать и соблюдать основные требования, предъявляемые к его компонентам.

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

Помимо фракции для прочности бетона важное значение имеет и чистота песка. В теории песок должен быть чистым, без примесей, но в реальности это пока неосуществимо. Поэтому допускается наличие в его составе небольшого количества глины или ила, но общее количество таких примесей не должно превышать 5%.

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

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

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

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

• портландцемент;
• шлакопортландцемент;
• пуццолановый цемент.

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

Пропорции бетона

Например, при использовании для приготовления бетона цемента марки М-400 пропорции для различных марок бетона будут такими:

• М100 — 1 кг цемента, 7 кг щебня, 4,6 кг песка;
• М200 — 1 кг цемента, 4,8 кг щебня, 2,8 кг песка;
• М300 — 1 кг цемента, 3,7 кг щебня, 1,9 кг песка;
• М450 — 1 кг цемента, 2,5 кг щебня, 1,1 кг песка.

С повышением марки бетона расход наполнителей — песка и бетона — уменьшается, а количество расхода цемента остается одинаковым. Эта тенденция сохраняется и при использовании других марок цемента, хотя пропорции компонентов бетонной смеси будут другими. Чем выше марка цемента, тем большую массу наполнителей он может связать.

Добавки для бетона

Чтобы улучшить качество бетона без существенного увеличения себестоимости его производства, производители используют различные добавки и примеси. Все эти добавки принято разделять на несколько больших групп:

• пластификаторы;
• модификаторы;
• ускорители набора прочности;
• добавки для подвижности;
• самоуплотняющиеся добавки;
• морозостойкие добавки;
• комплексные добавки.

При застывании искусственного камня они делают его прочнее, одновременно уменьшая расход вяжущего вещества. Также применение пластификаторов позволяет увеличить плотность и улучшить водонепроницаемость смеси.

Модификаторы улучшают производственные характеристики, позволяя получать высокопрочную бетонную смесь при использовании цемента низших марок. Ускорители набора прочности позволяют существенно ускорить эту важную техническую характеристику искусственного камня, сократив время набора до 3-4 дней.

Добавки для сохранения подвижности смеси увеличивают время схватывания и используются при необходимости перевозки бетонной смеси на дальние расстояния в летнее время. Самоуплотняющиеся добавки используются при изготовлении тонкостенных и армированных блоков или других конструкций, где использование для уплотнения бетонной массы традиционных виброинструментов затруднено или невозможно. Морозостойкие добавки позволяют существенно повысить морозостойкость бетона.

Разновидности пигментов и их свойства

Пигменты используют для изменения цвета бетонных конструкций. В промышленном производстве для этих целей используются:

• технический углерод;
• двуокись титана;
• окись хрома;
• умбра.

Все пигменты действуют на бетонную смесь одинаково: они поглощают часть световых волн, волны с другой длиной отражают. Такие пигментные добавки обладают повышенной стойкостью к ультрафиолету, не выгорают на солнце, не смываются дождем и обладают стойкостью к воздействию агрессивной химической среды.

Классификация бетона

В строительстве виды бетона классифицируются по нескольким параметрам. Чаще всего искусственный камень классифицируют:

• по прочности;
• по плотности;
• по типу вяжущего;
• по морозостойкости;
• по водонепроницаемости;
• по истираемости;
• по скорости набора прочности.

Такое большое количество разновидностей бетонной смеси может создавать некоторые трудности с правильным выбором материала.

По прочности

Прочность бетона, как и его марка, зависит от количества входящего в его состав цемента или другого вяжущего вещества. Чем больше его объем, тем выше будет показатель прочности. Показатель выражается в кг/см². Определить его можно по марке искусственного камня — чем она выше, тем выше будет показатель прочности.

Плотность

Плотность — показатель, отвечающий за устойчивость искусственного камня к сжатию, его водостойкость, морозостойкость и другие технические характеристики. По этому показателю материал делится на:

Особо тяжелые бетонные конструкции производят, добавляя в состав смеси стальную стружку или железную руду. Для приготовления тяжелых бетонных смесей в качестве наполнителей используют природные минералы: гранит, известняк, диабаз и т.п.

Наполнителями для легких смесей служат пористые материалы: туф, керамзит, пемза и им подобные. К этому классу относятся газобетон и пенобетон — набирающие популярность строительные материалы.

Классификация по типу вяжущего

К первой группе относятся:

• цементные;
• силикатные;
• гипсовые;
• шлаковые;
• синтетические смолы;
• специальные кислостойкие смеси.

Во вторую группу входят такие материалы, как асфальтобетон и пластбетон.

Морозостойкость

Показатель морозостойкости определяет количество циклов замерзания и оттаивания бетонной смеси без потери материалом своих качественных характеристик. Обозначают морозостойкость буквой F. Существуют бетонные смеси с показателем морозостойкости от F15 до F1000, где цифры являются показателем количества циклов замерзания и оттаивания.

Марки с показателем от F15 до F50 считаются марками с низкой морозостойкостью. Показатели от F51 до F300 считаются марками со средней морозоустойчивостью. Смеси с показателем F301 и выше считаются марками с высокой морозостойкостью.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость обозначается буквой W и цифрами, показывающими максимально возможное давление воды, которое выдерживает бетонная конструкция. По этому показателю все бетонные материалы делятся на:

• низкие (маркировка менее W4);
• средние (маркировка от W4 до W12);
• высокие (маркировка выше W12).

Истираемость

Истираемость — показатель, определяющий изменение в объеме и массе материала под воздействием истирающих усилий. Истираемость бетонных конструкций обозначается буквой G и имеет 3 разновидности:

Истираемость прямо зависит от прочности материала: чем выше прочность, тем ниже истираемость.

Скорость набора прочности

Скорость набора прочности (твердение) — важный показатель бетонных конструкций, от которого зависит время их введения в эксплуатацию или время проведения отделочных работ. Происходит набор прочности скачкообразно: в первые 5-7 дней после заливки или изготовления показатель твердения достигает 70%, к концу 28 дня он приближается к 100% (при условии соблюдения влажности и температурного режима). После этого срока набор прочности бетонными конструкциями продолжается и может длиться несколько лет.

Существуют 2 вида бетонных смесей: быстротвердеющие и медленнотвердеющие. Для определения скорости набора прочности % прочности 2-дневной бетонной конструкции делят на % прочности этой же конструкции по истечении 28 дней. При показателе больше 0,4 конструкция относится к быстротвердеющим. Показатель меньше 0,4 свидетельствует о медленном твердении.

Условия твердения

Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее будет происходить твердение бетонных конструкций. При 0ºС процесс твердения полностью прекращается. Высокая температура приводит к обезвоживанию бетона, что тоже становится причиной замедления или полного прекращения твердения бетонной конструкции и недобору ее прочности.

От прочности и надежности бетонных конструкций напрямую зависят сроки эксплуатации построенного здания или сооружения. Поэтому еще до начала строительства нужно определиться, какая марка и какие технические характеристики материала лучше всего подходят для решения поставленных задач.

Источник