Изготовление бетона: Как сделать бетон своими руками: пропорции приготовления бетонной смеси

alexxlab | 20.10.1978 | 0 | Разное

Содержание

Как сделать бетон своими руками: пропорции приготовления бетонной смеси

Бетон – строительный материал, используемый в индивидуальном и масштабном гражданском строительстве. Не у всех частных застройщиков есть возможность заказать пластичную смесь, изготовленную в заводских условиях с точной дозировкой компонентов и соблюдением технологических правил. Крупные производители пластичных бетонных смесей всегда предоставляют документацию, свидетельствующую о соответствии характеристик продукта требованиям нормативов. Часто индивидуальные застройщики и небольшие строительные бригады занимаются приготовлением бетона своими силами.

Основные компоненты бетонной смеси

Перед тем как самостоятельно сделать бетон – вручную или с помощью бетономешалки, – необходимо правильно выбрать компоненты и определить требуемые пропорции.

Для бетонных смесей, используемых в индивидуальном строительстве, чаще всего используют следующие материалы:

Цемент. Вяжущее, от характеристик которого во многом зависят основные свойства застывшего бетона. Частные застройщики обычно приобретают портландцемент марок М400 или М500. Следует помнить, что цементное вяжущее быстро теряет рабочие характеристики даже при выполнении требований к месту и условиям его хранения. Месяц хранения в надлежащих условиях приводит к потере 10% вяжущих характеристик продукта, полгода – на 50%. Бетонный раствор с таким вяжущим приготовить можно, но количество цемента в этом случае должно быть существенно увеличено. Вяжущее годичной давности в строительстве не используют. При хранении в сыром месте строительный материал теряет рабочие свойства значительно быстрее. При покупке цемент должен быть сухим, сыпучим, не содержать комков.

Совет! Нельзя приобретать немаркированный и уцененный материал, продукт в поврежденной упаковке.

Песок – мелкий заполнитель. Для этой цели используют песок, соответствующий требованиям ГОСТа 8736-2014. Это может быть карьерный мытый или сеяный, а также речной песок, очищенный от илистых включений. Наличие в заполнителе глинистых включений или грунта существенно снижает прочность застывшего бетонного продукта.

Щебень – крупный заполнитель. Чаще всего в индивидуальном строительстве для изготовления тяжелых бетонов применяется гравийный или известняковый щебень. Эти виды сыпучего материала уступают по прочности гранитному щебню, но стоят дешевле и более доступны во многих регионах. Гранитный щебень – сыпучее, которое отличают: прочность, водонепроницаемость, морозостойкость. Но при покупке этого материала следует проверить класс радиоактивности, поскольку в некоторых месторождениях гранитное сыпучее отличается высоким собственным радиоактивным фоном. Для внутренних и внешних работ без ограничений можно использовать щебень только I класса радиоактивности. В частном домостроении обычно используется щебень фракции 5-40 мм. Желательно, чтобы в смеси присутствовали зерна разных размеров, что позволит сэкономить расход вяжущего.

Вода. Нельзя для приготовления бетонной смеси использовать воду из озера или реки. Оптимальный вариант – вода из питьевого водопровода. Если берется вода из посторонних источников, ее состав необходимо проверить в лаборатории, иначе она может негативно повлиять на качество готового продукта.
Добавки. Свойства пластичной бетонной смеси и готового бетонного элемента регулируют с помощью различных добавок – пластифицирующих, гидрофобизирующих, другого назначения. В раствор может добавляться фибра – металлические или полимерные армирующие волокна. Наряду со стальной арматурой, фиброволокна обеспечивают объемное армирование бетонной конструкции. В тонкостенных элементах фиброволокно может быть единственным армирующим компонентом.

Внимание! Некоторые мастера советуют добавлять в бетонный раствор известь, которая повышает удобоукладываемость. Но следует помнить, что этот компонент снижает прочность застывшего бетона.

Как сделать бетонный раствор своими руками – пропорции компонентов

Качество бетонного раствора зависит не только от качества компонентов, но и от правильно выбранных пропорций. Перед тем как сделать бетон самому, необходимо определиться с пропорциями компонентов, зависящими от марки используемого цемента и марки бетона, которую необходимо получить.

Таблица массового и объемного соотношения компонентов бетонной смеси для разных марок цемента и бетона

Марка бетона	Цемент М400		Цемент М500
Марка бетона	Соотношение компонентов по массе Ц:П:Щ, кг	Объемный состав компонентов на 10 л цемента, л	Соотношение компонентов по массе Ц:П:Щ, кг	Объемный состав компонентов на 10 л цемента, л
100	1:4,6:7	41:61	1:5,8:8,1	53:71
150	1:3,5:5,7	32:50	1:4,5:6,6	40:58
200	1:2,8:4,8	25:42	1:3,5:5,6	32:49
250	1:2,1:3,9	19:34	1:2,6:4,5	24:39
300	1:1,9:3,7	17:32	1:2,4:4,3	22:37
400	1:1,2:2,7	11:24	1:1,6:3,2	14:28
450	1:1,1:2,5	10:22	1:1,4:2,9	12:25

Порядок приготовления бетонного раствора вручную

Для приготовления небольшого количества смеси можно использовать ручной способ. Для его реализации потребуется большая емкость, например металлическое корыто, лопата, ведро, инструмент для перемешивания.

Как приготовить бетон своими руками без бетономешалки:

В емкость засыпают все сухие компоненты в необходимых пропорциях и тщательно их перемешивают.

В сухую смесь добавляют воду – примерно 2/3 от запланированного количества.
После смешивания всех компонентов проверяют консистенцию смеси. Если она слишком густая, то нужно долить еще воды.

Совет! Правильно приготовленная смесь должна медленно сползать с лопаты, расслоение материала недопустимо.

Как правильно приготовить раствор бетона в бетономешалке?

Использование бетономешалки для приготовления бетонной смеси не только значительно ускоряет и упрощает этот процесс, но и повышает качество результата, потому что вручную получить такую же качественную смесь достаточно тяжело.

Как приготовить бетонную смесь в бетономешалке: этапы работ

Включают бетономешалку. Все компоненты засыпают во вращающуюся емкость.
В отличие от ручного замеса, загрузку компонентов в емкость для смешивания начинают с воды. Заливают немного меньше (на 10-15%) от запланированного объема. Жидкие добавки вливают в воду.
Засыпают цемент
. Его тоже рекомендуется засыпать не полностью, а меньше на 10-15%.
Загружают песок, перемешивают в течение трех минут.
Всыпают щебень, перемешивают, проверяют густоту раствора.
При необходимости доливают воду. Мастера советуют смешать оставшийся цемент с водой и заливать в бетономешалку полученное цементное молочко.

Совет! Общее время перемешивания не должно быть более 10 минут, так как в противном случае смесь начнет расслаиваться. Желательно весь приготовленный материал выгрузить из бетономешалки.

При изготовлении бетона необходимо обязательно соблюдать правила и технологию, иначе даже при использовании качественных компонентов можно получить низкокачественный материал.

Изготовление бетона – как правильно приготовить бетон?

Бетон относится к основным строительным материалам для строительства и ремонта зданий, сооружений, производства Железобетонных изделий, декоративных предметов обихода и элементов декора фасадов и придомовой территории.

СодержаниеСвернуть

В зависимости от задач и объемов строительных или ремонтных работ различают два вида получения данного материала – изготовление бетона в заводских условиях и производство материала непосредственно на строительной площадке, своими руками, в домашних условиях.

Заводской бетон характеризуется точным соотношением компонентов, гарантией соответствия заказанной марке и виду, может быть доставлен специальным транспортом в больших объемах, в круглосуточном режиме.

В то же время, если потребность в строительном материале меньше 1 м3, самый оптимальный вариант приготовить необходимый объем прямо на стройплощадке используя подручные средства или механический бетоносмеситель. При всех прочих равных условиях не стоит забывать, что изготовление бетона в бетономешалке обойдется вам в два раза дешевле, чем покупка готового материала на бетонном заводе.

Классификация бетонов

Данный строительный материал классифицируют по следующим характеристикам:

Средняя плотность: особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие.
Структура готового бетона: плотная, пористая, ячеистая и крупнопористая.
Тип связующего: цемент, гипс, шлакощелочной, полимеры, силикаты или специальное вещество (бетон на основе нефелиновых, шлаковых и стеклощелочных компонентов, добываемых из отходов промышленности).
Сфера применения: общего назначения (конструкционные), конструкционно-теплоизоляционные, тампонажные, саморасширяющиеся, теплоизоляционные, дорожные, гидротехнические, сульфат и химически стойкие, жаростойкие и декоративные.

Несмотря на такое многообразие видов бетона, в многоэтажном и малоэтажном жилищном строительстве в подавляющем большинства случаев применяют тяжелый бетон различных марок. Марка бетона заказывается в зависимости от механической нагрузки на возводимую конструкцию и конкретные условия эксплуатации.

Технология изготовления бетона

Способ приготовления бетона не является сложным процессом и при необходимости может быть реализован своими силами. Суть технологии заключается в точном отмеривании компонентов (по объему или массе), тщательном перемешивании любым способом и последующем использовании в течение определенного времени.

Для изготовления тяжелого бетона используют: портландцемент доступных марок ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500),карьерный или речной песок, гранитный или гравийный щебень.

В определенных случаях, при строительстве неответственных сооружений (отмостка, садовые дрожки, бетонные площадки и пр.) допускается замена щебня строительным мусором – битым кирпичом, кафелем, старой штукатуркой и другими отходами строительства.

В зависимости от назначения и пропорций компонентов тяжелые бетоны делятся на марки. Марка бетона представляет собой сочетание буквы «М» с группами цифр от 50 до 600. Цифры обозначают прочность бетона на сжатие. Например бетон М200 в «возрасте» 28 суток после заливки способен выдержать нагрузку величиной 200 кг/см2.

Пропорции для приготовления бетона

Таблица пропорций для бетона

Марка бетона	Пропорции компонентов: Ц:П:Щ, кг		Количество компонентов на 1 м3, кг
	М400	М500	Цемент		Песок		Щебень		Вода
	М400	М500	М400	М500	М400	М500	М400	М500	М400	М500
М100	1:4,4:6,7	1:5:7,3	170	157	755	770	1150		190
М150	1:3,4:5,3	1:4:6	214	190	735	755	1135
М200	1:2,8:4,4	1:3,3:5	255	224	715	735	1125
М250	1:2,3:3,8	1:2,8:4,3	295	255	690	720	1115
М300	1:2:3,3	1:2,4:3,8	335	290	670	705	1105
М400	1:1,5:2,6	1:2:3	420	357	625	673	1085

Аббревиатура «Ц:П:Щ:В» обозначает: Цемент : Песок : Щебень.

Учитывая, что подавляющее большинство читателей этой статьи интересует вопрос, как изготавливать бетон в домашних условиях, стоит рассказать о старинной технологии, не требующей покупки дорогостоящего оборудования и специальных инструментов.

Как замесить бетон своими руками

Для приготовления бетонной смеси по данной технологии потребуется лист металла 1х2 метра, лопата, ведро, несколько кусков кирпича и желание получить бетон при минимальных затратах.

Изготовление бетона вручную – этапы технологии:

Лист железа укладывается на относительно ровную поверхность и по углам подпирается кусками кирпича или дикого камня. Это необходимо чтобы цементное молочко не «убежало» на прилегающую поверхность почвы.
На поверхность железа, в соответствии с принятыми пропорциями насыпается песок, щебень и цемент. На стандартный лист железа размерами 2х1метр можно насыпать до 6 десятилитровых ведер компонентов: песка, щебня и цемента.
Компоненты тщательно перемешиваются «всухую».
В центре насыпи, лопатой делается углубление до поверхности железа.
В углубление наливается вода – 50% от количества цемента по объему.
Производится перемешивание. Перемешивание начинают в формате «компоненты находящиеся вокруг углубления с водой, бросают в цент углубления, перемешивают, и так до тех пор, пока не получится однородная масса консистенции густой сметаны. При необходимости небольшими порциями добавляют воду.
Получившийся бетонный раствор штыкуют, сгребают в кучу и начинают бетонирование.

Для упрощения работы, процесс перемешивания компонентов выполнять вдвоем, встав друг напротив друга на противоположных длинных сторонах листа, помогая друг другу совковыми лопатами. Лист железа можно заменить металлическим корытом. В этом случае объем получаемого «продукта» будет небольшой. Как показывает опыт замешивать в корыте большие объемы очень неудобно.

Изготовление бетона в бетономешалке

Торговые сети и прокатные компании предлагают покупателям и клиентам бетоносмесители имеющие различные объемы рабочего барабана. На данный момент времени можно приобрести или взять в аренду бетономешалки, имеющие следующие объемы барабана в литрах: 65, 130, 160, 180, 260 или 300.

Возникает вопрос: какова норма изготовления бетона за одну загрузку для бетоносмесителя того или иного объема? Загрузка барабана бетономешалки должна составлять 2,3 объема от паспортной величины.

Например, в барабан объемом 130 допускается загружать примерно 130/3х2=85-86 литров компонентов бетона. Другими словами за одну загрузку такой бетономешалки можно получить 0,085-0,086 м3 бетона.

Особенности изготовления бетона в бетоносмесителе:

Бетономешалку следует установить на твердую горизонтальную поверхность.
Наклон барабана должен составлять 45 градусов.
Включение барабана в работу с загруженными компонентами категорически запрещено! Следует сначала включить бетономешалку в работу, а потом добавлять «ингредиенты» в следующем порядке: вода, норма цемента, норма песка. «Прокрутить» в течение 2-3 минут, после чего добавить норму щебня. При необходимости добавить воды.
Общее время замешивания не более 10 минут.

Полученный бетон необходимо использовать в течение 2-х часов.

Заключение

Подводя итог, стоит отметить следующее. Приготовить достаточное количество бетона вручную или с помощью бетоносмесителя для объемной конструкции требующей одномоментной заливки невозможно.

Поэтому совет! Изготовление бетона для фундамента крупного здания, масштабных колонн, чаш больших бассейнов и других масштабных бетонных конструкций следует доверять бетонному заводу, даже если это стоит несколько дороже «по деньгам».

Как сделать бетон своими руками: пропорции, изготовление, заливка

Бетон – это уникальный материал. Его используют не только в строительстве для возведения зданий, начиная от крепчайшего фундамента и заканчивая полным возведением стен и крыши. Из него также можно изготовить и штучные предметы, такие как тротуарную плитку, балясины, вазы и даже столешницы для кухни или гостиной. Современные способы приготовления бетона и его обработки позволяют возвести этот материал практически на ступень вровень с такими натуральными материалами, как гранит или мрамор. Хоть он и не достаточно эстетичен как последние, зато уж точно известно, из чего он сделан, и нет того обязательного радиационного фона, которым зачастую обладают натуральные камни. Если решено отказаться от покупного бетона, то следует уяснить, как сделать бетон своими руками необходимого качества, который подойдет доля решения поставленной задачи и будет обладать достаточной прочностью и долговечностью.

Хоть и процесс приготовления бетона довольно прост, однако необходимо учесть целый ряд особенностей и моментов, которые определят его качество и пригодность. В зависимости от того, для каких целей он готовится, изменяется и рецептура и способ его использования. Итак, в первую очередь определимся, что такое бетон и какие основные характеристики у него есть.

В общем случае состав бетона представляет собой смесь из цементного раствора и наполнителя. Так что основными ингредиентами являются:

Цемент;
Песок;
Наполнитель (гравий, шлак, щебень, галька и т.п.).

В дополнение современные технологии предполагают использование специальных добавок – пластификаторов. Их роль – придать бетону некоторые уникальные свойства.

Основной характеристикой бетона является его прочность на сжатие. Не будем вдаваться в подробности о том, как оценивался на прочность бетон в разные времена, и остановимся на современной, используемой повсеместно, системе. Прочность бетона выражается в мега паскалях (МПа), которые определяют давление, выдерживаемое определенным классом бетона. На основании прочности бетон подразделяется на марки. В странах СНГ согласно ГОСТу классы обозначаются как В7,5 – В80. Различие зависит от типа используемого цемента (М300-М600), песка и фракции, а также породы щебня. Цифра в названии класса обозначает давление в Мпа, которое бетон выдерживает в 95% случаях.

Наиболее простой вариант бетона – это простая смесь цементного раствора и крупного песка. Такой бетон в основном используется в качестве подложки под фундамент. Приготовление можно выполнять прямо на дне опалубки под фундамент. При этом добавляется совсем немного воды для того, чтобы смесь приобрела плотность как у мокрой почвы. О прочности в данном случае говорить не приходиться, зато как защита для основного фундамента от проседания и чрезмерной влаги подходит такой бетон отлично.

Более прочные бетоны подразумевают использование в качестве наполнителя разнообразный щебень с фракцией от 2-3 мм идо 30-35 мм. Качество бетона напрямую зависит от чистоты и состава всех его компонентов. Так что прежде чем разбираться с пропорциями и способами приготовления, чтобы сделать раствор бетона правильно, стоит рассмотреть каждый компонент в отдельности.

Требования к составляющим бетона

Цемент

Цемент это основной и единственный ингредиент бетона, который связывает все компоненты воедино. Наиболее подходящим для приготовления бетона является портландцемент. Отличается он повышенным и превалирующим содержанием силикатов кальция (до 78-80%), что обеспечивает улучшенную адгезию и склеивание материалов. Однако в зависимости от поставленной задачи используются и другие типы цемента.

Наиболее подходящая для частного строительства марка цемента 500. Можно использовать и стандартную М400, только это скажется на долговечности того же фундамента.

Портландцемент помимо хорошей адгезии лучше подходит для работы при пониженных температурах. Даже при этом нельзя проводить работы с бетоном при температуре ниже 16 градусов. Если уж имеется веская причина использовать бетон при более низких температурах, то потребуются специальные добавки и пластификаторы, но об этом чуть позже. Для работы в жаркую погоду лучше подойдет шлакопортландцемент.

В отечественной маркировке цемента кроме обозначения его заявленной прочности в тех же Мпа, которое отмечается в качестве марки, есть еще и обозначение «Д», после которого проставляется цифра обозначающая количество сторонних примесей в цементе. Собственно для приготовления качественного бетона подойдет цемент М500-Д0 или М500-Д20, то есть с примесями от 0 до 20%.

Цемент должен быть сухим и сыпучим. Ни в коем случае не приобретайте отсыревший или комковатый цемент, также не следует чрезмерно экономить и покупать немаркированный, лежалый или уцененный цемент. Все-таки бетон будет использован для возведения ответственных элементов дома, так что от этого зависит и ваше благополучие и безопасность. В непригодных условиях цемент может очень быстро набрать влагу из воздуха и потерять значительную часть своих качеств.

Приобретать необходимый объем цемента лучше максимум за 2 недели до непосредственного использования или же за несколько дней. Проверяйте наличие маркировки и целостность упаковки.

Песок

Вне зависимости от того, какой заполнитель щебень или гравий будет использоваться, потребуется также и песок. Лишь в некоторых случаях обходятся без него, когда имеется возможность утрамбовать и подобрать крупный заполнитель так, чтобы промежутки между всеми составляющими были минимальными.

Подходящий для приготовления бетона песок должен иметь фракцию от 1,5 до 5 мм, лучше всего когда он имеет равномерный размер с разбегом не более 1-2 мм. В составе песка не должно быть посторонних примесей. Всевозможные растительные остатки, строительный мусор и любые включения, которые со временем могут распасться или сгнить, пагубно повлияют на прочность бетона. Для надежности, если песок не совсем чист, лучше его пропустить через сито с достаточно маленькими ячейками. Собственно тоже самое относится и к щебню.

Лучше всего подходит речной песок, он хоть и дороже овражного, зато имеет подходящий размер крупиц и не содержит илистых включений и глины. В отличие от цементных растворов, которые используются для возведения кирпичной кладки или оштукатуривания, в которых наличие глины может разве что посодействовать, ведь легче его будет разравнивать, в бетоне она не допустима. Важно обеспечить максимальную адгезию цементного раствора с крупными заполнителями, которые и определяют общую прочность бетона. Так что песок с суглинками или с крупицами менее 1 мм лучше вовсе не использовать для приготовления бетона, ведь избавиться от них очень сложно. Для этого применяют процедуру промывки и отстаивания песка, что даже в промышленных условиях не всегда выгодно и легко.

Как вариант, для мест, рядом с которыми имеются каменные карьеры, можно использовать искусственный тяжелый песок. Он получается в результате дробления горных пород, отличается большей массой и плотностью. Если его нормально промыть и отсеять по размеру частиц, то он будет даже несколько лучше речного песка. Важно лишь учесть при приготовлении и при использовании, что бетон получится значительно тяжелей, это важно, если он используется в устройстве стяжек поверх межэтажных перекрытий. Значительным препятствием для использования тяжелого искусственного песка может стать разве что возможно повышенный радиационный фон, что зависит от такового у материнской породы.

Заполнитель. Щебень, гравий

Основную прочность бетону дает именно заполнение гравием или щебнем. Морская или речная галька ни в коем случае не подходит, ведь ее поверхность отполирована водой и не обеспечивает должного сцепления с раствором. Лучше всего подходит материал, получаемый как раз из раздробленной горной породы.

Немаловажно при этом учитывать характеристики породы, которую использовали при этом. Также нередко используется керамзит или другие подобные материалы, которые достаточно прочные, но при этом легкие. Ниже будет рассмотрен принцип, по которому можно подобрать подходящий материал для приготовления бетона, который обеспечит необходимую прочность и надежность для конкретных ситуаций. Размер гравия или щебня может варьировать в пределах от 8 до 35 мм, более крупные куски используются по большей части на производствах, да и то редко. Как и в случае с песком, желательно, чтобы заполнитель содержал как можно меньше пыли или глинистых включений на своей поверхности. Мусор должен быть выбран до того, как гравий попадет в раствор. Чем выше шероховатость на гранях частиц, тем лучше. От этого зависит надежное сцепление.

Для самостоятельного приготовления бетона лучше выбрать либо заполнитель, который сам по себе имеет частицы нескольких размеров, либо смешать крупный гравий со средним. В отсутствии профессионального оборудования для утрамбовки бетона, это обеспечит более плотное прилегание частиц заполнителя друг к другу и не допустит образования крупных пустот. В противном случае последние будут заполняться раствором, а это скажется и на прочности бетона и на расходе самого раствора.

Как песок, так и щебень или гравий, для хранения лучше насыпом складировать поблизости от места использования. Для того чтобы не допустить загрязнения материалов и увлажнения от почвы, лучше расположить насыпи на расстеленном брезенте или участке с прочной основой. В самом простом случае, когда материалы насыпаны прямо на почву, не следует использовать самый нижний слой, который контактирует с ней.

Вода

Очень важен момент выбора воды. Нет, конечно, никакой речи о том, чтобы использовать какую-то особенную воду. Однако она должна быть чистой и без посторонних включений щелочных или кислотных. Нельзя использовать речную или тем более озерную воду, в которой включений хоть отбавляй. Лучше всего руководствоваться простым правилом: вода, которая годна для питья, пригодна и для того, чтобы сделать прочный и хороший бетон дома. Только при соблюдении этого правила можно рассчитывать, что бетон будет прочным и пролежит долгое время без каких-либо повреждений или разрушений.

Добавки

Известь. Некоторые мастера добавляют в состав бетона немного гашеной извести, это повышает удобоукладываемость раствора. Это несколько облегчает процесс выравнивания поверхности бетонной стяжки или отливаемого участка крыльца или отвода. И все же кроме этого известь может помещать нормальной связке цемента с заполнителем, что скажется на прочности. Выбор, прибегать к использованию извести или нет уже, остается за мастером, когда он точно знает, что лучше в данный момент. Известь уже давно как нет нужды самостоятельно гасить. Вместо этого используется уже готовая гашеная известь, которая продается в строительных магазинах и называется пушонкой.
Пластификаторы. Для придания раствору бетона большей текучести или же на оборот вязкости используются различные пластификаторы, которые изменяют свойства раствора в заданном направлении. Использование пластификаторов может повысить или же понизить количество требуемой воды для приготовления раствора. Для таких работ, как заливка фундамента, можно и не использовать пластификаторы, однако они могут сыграть важную роль, если армирование достаточно плотное или фундамент сложной формы. При этом более текучий бетон быстрее и надежнее заполнит все пустоты и ответвления, что ускорит процесс и улучшит результат.

Пластификаторы для бетона

Вспомогательные компоненты. Кроме перечисленного могут использоваться и специальные добавки для придания более прогрессивных свойств бетону. Так можно использовать добавки для того, чтобы обеспечить схватывание и затвердение бетона при отрицательных температурах или же в присутствии большого количества влаги. Для различных целей используются соответствующие добавки. Важно определиться в необходимости использования их и подобрать необходимую добавку в строительном магазине. Внимательно изучайте инструкцию по применению и свойствам добавки. Если условия, в которых будет использоваться бетон, носят граничные параметры по температуре или влажности, то добавки и пластификаторы будут незаменимы.
Армирующие вещества. В дополнение к заполнителю бетона нередко используются также и специфические добавки для дополнительного армирования. Так при использовании бетона для выполнения довольно тонкой стяжки используется специальное полипропиленовое или поливинилхлоридное волокно. Оно само по себе мягкое и не особенно прочное, однако поможет избежать ситуаций, когда бетон растрескивается в местах схождения плит перекрытия или в случае с неустойчивой основой при формировании основного пола поверх грунтов.

Подбор соотношений материалов для приготовления бетона

Для различных целей требуется и различный состав бетона. Так для формирования фундамента под дом необходим прочный бетон с включением крупного щебня с элементами размером от 20 до 35 мм, и количество раствора достаточное доля закрепления заполнителя. При этом раствор должен быть текучим, потому как требуется надежно утрамбовать бетон и вывести все пузырьки воздуха из него. Однако перед заливкой основной части бетона следуете оснастить подложку. Для этого используется самый простой по приготовлению и менее прочный бетон В7,5 в составе которого кроме цементного раствора может присутствовать только крупный песок. Тем более что для этого раствор бетона делается не жидким, а больше похожим на мокрую почву по консистенции.

Для устройства фундаментов потребуется средняя по величине фракция заполнителя и все также жидкий раствор. Это обеспечит легкость распределения раствора по поверхности достаточно тонким слоем. Также мелкая и средняя фракция заполнителя незаменима при формировании таких элементов как балясины, элементы декора или садовой утвари и заливки, незначительных по объему элементов, таких как крыльцо или ступеньки.

Состав бетона по ингредиентам и их соотношению должен выполняться согласно ГОСТу 7473-94 и СНиП 5.01.23-83. При этом учитывается плотность каждого из используемых ингредиентов и необходимая средняя плотность бетона, которая необходима в конкретной ситуации. После того как подсчитаны весовые и объемные соотношения ингредиентов, можно приступать к запланированному приготовлению и заливке бетона.

Наиболее распространены пропорции бетона, это 1:3:6 частей соответственно цемента, песка и заполнителя и 0,5-1 часть воды в зависимости от необходимой текучести раствора. Однако чаще всего придерживаясь подобной компоновки, получается неудобоварительный результат бетона, и видно это будет лишь спустя время, когда исправить что-либо будет уже достаточно сложно. Лучше всего согласно представленным нормативным документам выполнить несложный, по сути, расчет и предохранить себя от неприятных последствий. Все это связано с тем, что как заполнитель и песок, так и цемент, могут существенно варьировать в параметрах плотности и связывающим характеристикам.

После расчетов следует определиться с практическим способом отмеривания ингредиентов. Ведь на руках сейчас только объемные и весовые параметры, а они несколько несовместимы с таковыми в реальной обстановке. Тот же песок может быть достаточно влажным или чрезмерно рыхлым, так что ведро объемом 10 литров будет содержать далеко не тот вес, который можно предположить из расчетов отношения плотности к объему.

В плане влажности того же песка и гравия лучше их просушить, чем пытаться примерно рассчитать количество порций того или иного ингредиента. А для определения рыхлости и выведения порций достаточно взвесить порции каждого ингредиента применительно к одному объему. То есть берется ведро или другая удобная тара и наполняется без утрамбовки песком, цементом и заполнителем поочередно, и взвешивается полученная порция. Далее путем простых расчетов можно будет перевести полученные ранее расчеты в соотношение ведер.

С помощью чего и где замешивать бетон?

Как ни крути, а для замешивания бетона лучше всего использовать специальные для этого придуманные бетономешалки. Только так можно быстро и качественно перемешать все компоненты и доставить бетон до места назначения, прежде чем он начнет схватываться и расслаиваться. Ручной способ по старинке в кадке не особенно подходит для более-менее больших объемов. При этом нет возможности контролировать перемешивание и добавление ингредиентов так, чтобы это происходило согласно рецепту. Последнее утверждение требует уточнений. Ведь многим не понятно, как, если все делается руками и под постоянным надзором, можно нарушить рецептуру и испортить бетон.

Все очень просто. Есть два варианта изготовления бетона своими руками:

В первом случае сначала все ингредиенты или, по крайней мере, цемент с песком смешиваются в сухом виде, а потом только заливается вода.
Во втором случае в налитую и отмеренную по количеству воду засыпаются цемент, песок и заполнитель.

При сухом перемешивании вроде как материалы и распределяются равномерно, однако при добавлении воды и ручном перемешивании нет никакой гарантии, что весь объем промокнет быстро и качественно. В результате получается что на дне остается сухой не перемешанный состав, а следовательно нарушение пропорций. Если тщательно и долго перемешивать для того, чтобы не осталось сухих комков, то пройдет слишком много времени, и опять-таки раствор начнет схватываться и расслаиваться. На внешний вид это не повлияет, а вот на прочность – да. При добавлении всего в воду опять-таки цемент будет слишком долго замешиваться и не сможет должным образом сцепиться впоследствии с наполнителями. Второй вариант хоть немного, но лучше первого, так что именно так и следует замешивать бетон в малых количествах.

Итак, вариант ручного замеса не особенно хорош. Лучше все-таки взять в аренду бетономешалку, или приобрести и замешивать все в ней. Располагать бетономешалку следует не далее 40 метров от места, где будет использоваться бетон. Это не позволит бетону расслоиться при транспортировке и замесе. Все ингредиенты также должны быть рядом или, по крайней мере, частями доставлены к бетономешалке.

Замес бетона

Объем обычной бетономешалки равен 200 литрам замешиваемого раствора. Именно к этой цифре следует привести все расчеты по количеству каждого ингредиента. Далее начинаем приготовление бетона, постепенно добавляя все в бетономешалку.

Заливается необходимое количество воды. Примерно 10-15% можно оставить для добавления позже. Это облегчит перемешивание после того, как будут добавлены все материалы.
Закладывается цемент. Если была оставлена вода, то и цемента нужно отложить столько же.
Следующим засыпается песок. Перемешивать на данном этапе следует до равномерного распределения всех составляющих, это примерно 2-3 минуты.
Когда цементный раствор готов, в него добавляются все необходимые дополнительные компоненты, такие как пластификаторы, добавки, армирующие составы.
В последнюю очередь засыпается основной заполнитель (гравий, щебень). Если необходимо добавить воду, то сперва смешивается вода с цементом и затем только полученное цементное молочко заливается в бетономешалку.

Весь процесс должен занимать примерно 10 минут. Если перемешивать слишком долго, то цемент в растворе может начать схватываться.

Транспортировка раствора производится тачкой. В случае если весь замес не помещается в тачку, то оставшийся раствор остается во включенной бетономешалке и перемешивается.

Видео: замес бетона вручную

Заливка бетона

Теперь необходимо правильно залить и распределить бетон. От этого зависит результат вне меньшей степени, чем от двух предыдущих этапов. Бетон – это неоднородный раствор, а потому для правильного его распределения необходимо его утрамбовывать с тем, чтобы заполнитель как можно плотнее скомпоновался внутри раствора. К тому же следует проследить, чтобы не оставалось воздушных пузырей в растворе.

Для поставленной задачи используется вибрация. Применение специализированных виброустановок позволяет качественно и быстро утрамбовать бетон. Для фундаментов и стен используется специальный инструмент, у которого имеется вибрирующий шланг. Его погружают в раствор, и тем самым происходит утрамбовка. Для тонких слоев, таких как стяжка, используются поверхностные аппараты, у которых имеется длинная рейка. Под действием мелкой вибрации от привода ее перемещают по поверхности. При этом поверхность бетона выравнивается, и он сразу же утрамбовывается.

В процессе заливки бетона необходимо воспользоваться заостренным прутом арматуры и прокалывать раствор на всю глубину. Так выпускается весь воздух, который мог застрять в сетке армирования и в самом растворе. Так как заливка производится постепенно, то и при прокалывании новой порции бетона, следует углубляться хотя бы на 10 см в предыдущий слой для надежного их скрепления.

В результате описанных действий заполнитель бетона должен плотно утрамбоваться, а на поверхность выступить ровный слой раствора. Последним этапом останется лишь сравнять по уровню верхний слой. Это можно делать в несколько заходов по мере сцепления раствора и его высыхания в течение двух-трех часов.

Рекомендуем почитать подробнее о самостоятельном строительстве опалубки.

Если нет возможности приобрести или арендовать профессиональное оборудование, то следует постараться выполнить, то же самое вручную. В случае с фундаментом необходимо создать вибрацию. Для этого кувалдой наносятся равномерные удары по бокам опалубки. Бить следует не по доскам щитов, а по брусьям, которые их скрепляют.

Для равномерного высыхания и защиты бетона от внешних факторов необходимо накрыть его пленкой. Это и не позволит слишком быстро высохнуть поверхности бетона вперед внутренней части и убережет от воздействия внешних факторов, таких как солнце, жара, холод и т.п.

Примерное время высыхания бетона до состояния, когда на него можно не опасаясь ступить, составляет 36 часов. Все естественно зависит от толщины слоя. Полное высыхание может занять до недели или двух. Бетон, по сути, еще после этого будет в течение полугода окончательно высыхать и укрепляться. Максимальная прочность будет достигнута лишь через год с лишним. Проводить дальнейшие работы можно уже через неделю.

Видео: особенности заливки бетона

***

Загрузка…

что еще почитать:

Вывести все материалы с меткой:

Пропорции приготовления бетона вручную, таблица

Тому, кто никогда не имел дела с цементом, сложно понять, что такое бетонный раствор и как его правильно приготовить. Но даже опытные строители не всегда осознают все тонкости работы с ним. В этой статье мы опишем не только процесс приготовления бетонного раствора, но и правильного выбора его компонентов.

Самостоятельно приготовить бетонную смесь для заливки фундамента, небольших железобетонных конструкций, дорожек несложно. Замесить ее можно в любой старой ванне, корыте, ящике или сбитом деревянном щите. При изготовлении небольшого количества раствора процесс можно механизировать, используя дрель со специальными насадками. Если же бетона понадобиться много, придется воспользоваться обычной лопатой, небольшими садовыми вилами, мотыгой или иным подходящим к случаю приспособлением. Но, прежде чем приступить к замешиванию, следует выбрать качественный цемент, щебень и песок.

Компоненты бетона

Качество главного компонента – цемента

Прочность нашего раствора будет определяться в первую очередь качеством именно цемента, поэтому его правильный выбор особенно важен. Заводов, выпускающих подобную продукцию, в России немало и реализуют ее они, как правило, в соседних областях. Поэтому ориентироваться стоит не столько на изготовителя, сколько на внешний вид цемента.

Обязательно следует обратить внимание на дату изготовления – с течением времени его активность резко снижается. Свежий цемент при сжатии в кулаке не превращается в комок, а легко просыпается между пальцев. Особенно быстро теряет свойства при хранении высокомарочный продукт тонкого помола.

При его подделке используется доломитовая пыль, минеральный порошок, золу и прочие наполнители. При их подмешивании, естественно, бетон не только будет медленней схватываться, но и после застывания будет недостаточно прочным:

цвет качественного цементного порошка более темный;
раствор из него хорошо липнет и быстро схватывается;
цвет высохшего бетона снаружи чуть светлей, но, если отбить уголок, его внутренняя поверхность темная;
после полного высыхания (спустя месяц) в готовый бетон очень сложно забить гвоздь.

НА ЗАМЕТКУ: Проверить качество приобретенного цемента можно следующим образом. Вымешать небольшую порцию бетона в нужных пропорциях, а после застывания установить на него зубило и ударить молотком. На качественном бетоне после удара останется лишь легкий след. Если металл откалывает от него небольшие кусочки – марка цемента 200. Зубило пробило в бетоне отверстие размером полсантиметра? Марка цемента не выше 100.

Прочность раствора зависит от марки цемента. При ее обозначении цифры, стоящие после буквы М, означают способность выдерживать нагрузку на 1 куб. см. То есть цемент М200 может выдержать нагрузку 500 кг на кубический сантиметр. Естественно, чем выше марка, тем прочнее получится бетон. Специальные марки прочностью 600-700 используются редко, поэтому при работе со сложными или многоярусными конструкциями лучше использовать цемент марки М500.

Буквенные обозначения, следующие за цифрами, означают наличие в нем добавок. К примеру, продукт марки М500 Б – быстротвердеющий, ВРЦ – водонепроницаемый, БЦ – белый, предназначенный для отделки. Обозначение БЦ20 будет означать, что он содержит 20% осветляющих примесей. Самый важная для нас добавка – ПЛ – делает его морозостойким, поэтому именно его желательно использовать для уличных работ, особенно в условиях Сибири и Севера.

При длительном хранении цементный порошок слеживается, уплотняется и его удельный вес увеличивается. Поэтому если вы купили его заранее, обязательно храните его в сухом, защищенном от сквозняков месте. Желательно дополнительно обернуть бумажные мешки полиэтиленовой пленкой. Учтите, что через полгода хранения его качество снизится не менее, чем на треть.

Какой песок лучше

Самый лучший песок – речной. Он промыт водой и, в отличие от карьерного, не содержит примесей. При работах в зимний период лучше использовать именно речной, полностью свободный от глиняных включений. При минусовых температурах их комки плохо растворяются в воде даже при длительном перемешивании, и поверхность бетона будет неровной.

Выбор щебня

Доломитный, известняковый щебень чаще всего используют при создании небольших легких конструкций, к качеству которых не предъявляются повышенных требований. Гравийный или гранитный материал более прочен и способен выдерживать самые низкие температуры.

ВАЖНО: При покупке следует запомнить самое важное правило. Грязный щебень или песок – главные враги хорошего и качественного бетона.

Приготовим раствор

Пропорции смеси прямо зависят от того, бетон какой марки (то есть какой прочности) нам будет необходим. Самая распространенная пропорция при использовании марки М500 – 1:2:3 (т.е. понадобится часть цемента, два песка и три щебня). Чем выше марка, тем меньше уходит цемента. Поэтому пропорции для М350 будут уже другие. В любом случае соотношение воды и цемента должно быть не более 0,5.

Таблица – Бетон из цемента М500

Требуемая марка бетона	Пропорции цемента, песка и щебня (ЦхПхЩ), кг	Выход бетона из 10 л цемента
100	1х4,6х7,0	78
200	1х2,8х4,8	54
300	1х1,9х3,7	41
400	1х1,2х2,7	31
450	1х1,1х2,5	29

Для изготовления садовой дорожки достаточно бетона М200 и мелких наполнителей (гальки или щебня). Хороший и прочный асфальт получится из марок 300 и выше. Для фундамента, естественно, нужна более прочная конструкция. Идеальным вариантом станет М500. В среднем на один кубометр смеси понадобится 6-7 мешков цемента М500.

ВАЖНО! Помните, что приготовленная смесь очень быстро застывает, поэтому использовать ее нужно в течение получаса. Ни в коем случае не следует пытаться при затвердевании разбавить ее водой.

Чтобы избежать образования непромешенных комков, вода добавляется только после смешивания цемента с песком. Смесь для штукатурных работ необходимо просеять через сито с размерами ячеек 5 мм, для обычных работ можно использовать более крупные ячейки.

ВАЖНО! Избыток воды отрицательно повлияет на качество раствора – после высыхания он будет менее прочным. Не слишком жидкую смесь, напротив, можно дополнительно спрессовать, увеличив тем самым его прочность. Идеальная смесь имеет консистенцию творога.

В холодное время года чистую, без крупных примесей воду желательно чуть подогреть. Во избежание образования комков первым в приготовленную емкость засыпается смесь песка и цемента, а уже затем добавляется вода.

При застывании плохо размешенного раствора образуются непрочные конструкции, склонные к разрушению.

Весь процесс приготовления бетонного раствора можно наглядно увидеть, просмотрев следующий ролик:

Порядок изготовления бетона – пропорции цемента, песка и щебня

Причин, по которым может потребоваться самостоятельное изготовление бетона, не так уж и мало, например, удаленность строительства от дорог и населенных пунктов, малый объем требуемого материала, который не соглашаются привезти поставщики. В любом случае, зная правильные пропорции материалов и технологию смешивания, можно приготовить бетон своими руками.

Материалы

Как и для любого строительного материала, для приготовления качественного бетона важно «правильное» сырье. Основных компонентов всего четыре: цемент, песок, наполнитель и вода. Общие требования – ингредиенты должны быть чистыми, без посторонних примесей, а первые три – еще и сухими.

Цемент – основа качественного бетона, он должен быть свежим, так как при хранении его свойства ухудшаются. Большинство рецептур рассчитаны на использование самого распространенного цемента марки М500. Если в наличии есть только М300 или М400, то для пересчета их количества необходимо использовать поправочные коэффициенты. Верно такое правило: чтобы получить бетон определенной марки, нужно использовать цемент в 2 раза большей марки. Отмерять цемент особенно удобно, так как он продается в мешках, чаще всего по 50 кг.
Для изготовления бетона требуется речной или строительный песок, обязательно без примесей глины, которая приводит к растрескиванию бетона при перепадах температур.
Наполнителем может служить гравий или щебень фракции 10-20 мм. Они должны быть однородными, без примесей мусора и гранитной крошки. Для приготовления бетона своими руками удобнее использовать наполнитель с более мелкой фракций, так как он хоть и тяжелее, но раствор с ним удобнее перемешивать при помощи лопаты.

Вода подойдет водопроводная, речная или озерная может включать органические примеси, приводящие к ухудшению качества бетона.

Пропорции

Отмерять компоненты необходимо строго в соответствии с рекомендуемыми пропорциями, так как их нарушение приводит к дефектам бетона. Например, если использовать больше, чем указано в пропорции, цемента то бетон получится хрупким. Наиболее распространены для частного строительства следующие рецептуры бетона с соотношениями цемент : песок : щебень

Пропорции в рецептуре указаны весовые, так что потребуются весы, можно кантер на 20-30 кг. К примеру, для приготовления распространенного бетона марки М300 необходимо взять 10 кг цемента, 24 кг песка и 43 кг щебня.

Вода добавляется из расчета 30-50% от массы цемента. Для более плотного бетона используется меньшее количество воды, для более пластичного и текучего (как при заливке фундамента) – большее. Однако избыточное количество воды пагубно сказывается на прочности бетона, как как после ее испарения в материале остаются полости.

Процесс приготовления бетона

Если приходится смешивать бетон вручную, то лучше использовать крупную, но не глубокую металлическую емкость, в крайнем случае, чистую забетонированную площадку. В емкость высыпается отмеренное количество песка и цемента и тщательно перемешивается лопатой до однородного состояния. Добавляется щебень, и вновь смесь перемешивается. Затем аккуратно, чтобы не разбрызгивалась, вливается вода, и бетон вымешивается до абсолютно однородного состояния. Готовый бетон нужно использовать за час.

Приготовление бетона вручную крайне трудоемкое занятие, поэтому лучше воспользоваться компактной бетономешалкой. В работающий агрегат наливается примерно треть от приготовленной воды, всыпается цемент, и вымешивается до однородной консистенции. Затем небольшими партиями добавляется песок. После того, как все три компонента хорошо перемешаются, закладывают щебень и доливают остальную воду. Если раствор не используется сразу весь, то бетономешалку следует оставить включенной.

Изготовить бетон самостоятельно, даже зная пропорции, непросто. Нужно подобрать и точно отмерить необходимые ингредиенты, тщательно их смешать, только так можно добиться качества, приближенного к промышленному.

Технология изготовления бетона – О цементе инфо

Изготовление бетона

Правильно приготовленный бетон необходим при любых строительных работах – укладке фундамента, заливке пола, монтаже перегородок и т.д. Работа является одной из самых трудоемких, а от ее качества зависит долговечность и надежность всей конструкции. Существует несколько способов приготовления бетонных смесей, а каждый конкретный состав используется для определенных условий строительства. Бетоны делятся по: плотности, виду вяжущего вещества, назначению.

Бетон является самым главным материалом при строительстве, именно поэтому очень важно, чтобы он был правильно изготовлен.

Традиционно бетон готовится из следующих компонентов: цемент, вода, гравий или щебень, строительный песок. Из инструментов понадобятся: ведра, лопаты, бетономешалка, сетка для просеивания песка, кружка или лейка для воды. На приготовление одного кубометра бетона необходимо: 200 литров воды, около 350 кг цемента, 0,6 м3 щебня и 0,6 м3 песка. Если требуется приготовить 100 литров, количество компонентов будет таким: цемент – 3 ведра (30 кг), щебень – 8 ведер (100 кг), песок – 5 ведер (70 кг). При приготовлении в качестве вяжущего вещества чаще всего используют цемент марки 400. При использовании более низкой марки цемента, его количество увеличивается. Например, при использовании марки М300 количество цемента необходимо увеличить на 30%.

Для приготовления бетонного раствора вода должна быть очень чистой.

Чтобы правильно изготовить бетонную смесь, вода должна быть максимально чистой, без масла, примесей или других посторонних элементов. При изготовлении в жаркую погоду, для предотвращения схватывания раньше времени, можно использовать холодную воду.

Необходимое количество воды определить заранее сложно, поскольку здесь имеет значение влажность щебня и песка, а также влагопотребность цемента. Требуемый литраж воды определяют уже в самом процессе смешивания. Песок для бетонной смеси лучше использовать крупный, чистый, без дополнительных включений ила, глины, органических частиц. Для исключения инородных частиц желательно песок просеять заранее. От того, насколько чист песок, будет зависеть прочность. Попадание грязного песка влечет увеличение расхода цемента (примерно 10-20% от стандартной нормы). Заполнитель (щебень) желательно использовать мелкий (фракция 5-20 мм). Хорошие результаты дает применение дробленного или мелкого речного гравия, щебня из естественных пород. Можно использовать искусственный щебень, шлак, битый кирпич или известняк, керамзит, но бетонная конструкция с использованием таких заполнителей будет менее долговечной, снижается морозоустойчивость бетонной смеси, что нежелательно для материалов, находящихся при низких температурах или во влажной почве.

Способы замешивания

Вначале нужно определиться с необходимыми объемами. Приготавливают бетон несколькими способами. Если требуется большой объем бетонной смеси, нужно использовать бетономешалку, а средние и малые объемы можно замешивать вручную.

Технология приготовления бетона следующая: вначале смешивают сухие составляющие: цемент, щебень, песок, тщательно перемешиваются до получения однородной консистенции, затем небольшими порциями добавляется вода.

Если для проведения работ нужно много раствора, то для его изготовления можно использовать стационарную бетономешалку.

Масса бетонного раствора должна быть похожа на густую сметану, не должна быть чересчур текучей. Замесить ее необходимо при положительной температуре. Готовность и правильность приготовления бетона можно проверить так: сжимают в ладони немного бетона, и он должен принять некоторую форму с выделением небольшого количества жидкости. В период отвердения бетона, который занимает около 10 дней, важно предотвратить промерзание бетона, так как от появления льда его неокрепшая структура может разрушиться. Лишний цемент может привести во время усадки к растрескиванию бетона. Приготовленную бетонную смесь желательно использовать в течение нескольких часов после замеса. Ручной способ приготовления бетона. Берется два ведра: одно для цемента (оно должно быть чистым и сухим), другое – для песка и заполнителя (щебня). Работать рекомендуется двумя лопатами. Компоненты необходимо отмерять максимально точно, выравнивая их уровень по кромке ведра. Заполняя емкости цементом или песком, уплотняйте рыхлые материалы, постукивая по боку ведра лопатой.

Изготовление бетона требует больших усилий, так как ингредиенты бетонной смеси нужно очень тщательно перемешать.

Щебень и песок смешивают на ровной и жесткой поверхности, после в образовавшейся горке делают углубление, добавляют в него цемент и смесь перемешивают до получения равномерного цвета. Далее в куче сухих материалов еще раз делают углубление и добавляют в него воды из лейки или кружки. В углубление с водой смесь с краев подсыпают до тех пор, пока она не впитается, потом перемешивают компоненты рубящими движениями лопаты. Потом добавляют воду и снова поднимают бетон снизу кучи до образования однородной массы. Можно проверить готовность бетона: тыльной стороной лопаты сделать ряд ребер, передвигая инструмент в свою сторону.

Бетон должен иметь ровную и гладкую поверхность, а его гребни не опадать и оставаться такой же формы.

Машинный способ приготовления

При этом способе используют бетономешалку, которую устанавливают на ровной поверхности. Перед включением нужно убедиться, что барабан находится в вертикальном положении. В барабан при помощи ведра загружают половину щебня и наливают воду. Небольшими частями по очереди добавляют цемент, песок и крупный заполнитель. Смесь необходимо перемешивать несколько минут. Далее, для проверки готовности, наклонив барабан, необходимо отлить небольшое количество бетонной смеси в тачку. Если смесь еще не готова, ее обратно загружают в барабан и продолжают перемешивание.

Уплотнение

Уплотнение бетонной смеси обычно проводиться с помощью вибрирования.

Грамотная технология бетона подразумевает наличие процесса уплотнения. Признаком хорошего бетона является плотная структура. Без уплотнения бетон не может достичь свойств жесткого бетона. Чтобы получить качественный бетон, важно выбрать способ уплотнения. Эффективный и самый популярный способ уплотнения монолитного бетона – вибрирование. Оно уменьшает сцепление между зернами бетонной смеси, и она приобретает свойства вязкой тяжелой жидкости. В завершение вибрирования прочность структуры возобновляется.

Под воздействием вибрирования бетонная смесь разжижается, приобретая повышенную текучесть и подвижность. В таком виде она лучше заполняет опалубку и распределяется в ней, включая пространство между арматурными стержнями. При применении вибрации получают более прочные рабочие швы и лучшие поверхности бетона, хорошее сцепление нового слоя бетона с ранее уложенным, арматурой. Не следует использовать вибраторы для перемещения бетонной смеси на большие расстояния в горизонтальном направлении. Необходимо разгружать бетонную смесь как можно ближе от места ее укладки, разравнивать слоями и потом производить вибрацию. Чтобы обеспечить гладкую поверхность и уменьшить образование пор на поверхностях, прилегающих к опалубке, перед вибрированием производят штыкование или трамбование бетонной смеси.

Виды вибраторов

Вибраторы для уплотнения бетонной смеси:
а – вибратор с гибким валом; б – вибробулава; в – пакетный вибратор; г – поверхностный вибратор; д – схема перестановки вибраторов.

В строительстве используют 3 типа вибраторов: наружные, поверхностные и внутренние (глубинные). Погружаясь в бетонную смесь, рабочая часть внутренних вибраторов передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы передают колебания через рабочую площадку и устанавливаются на уплотняемую бетонную смесь. Наружные вибраторы передают колебания через рабочую площадку, они закрепляются на опалубке тисками или другими устройствами. Применение того или иного типа вибраторов зависит от формы и размеров бетонируемой конструкции, ее армированности и необходимой интенсивности бетонирования. Внутренние вибраторы с гибким валом применяют в густоармированных конструкциях.

Внутренние вибраторы типа булавы используют для уплотнения, предназначенной для массивных конструкций. Поверхностные вибраторы используют при бетонировании полов и тонких плит, ими уплотняют только верхние слои бетона. Наружные вибраторы используют для уплотнения бетонной смеси в густоармированных тонкостенных конструкциях: балок, колонн.

Схема глубинного вибратора с гибким валом: 1 — площадка; 2 – электродвигатель; 3 — кулачковая муфта; 4 — гибкий вал; 5 — вибронаконечник; 6 — корпус; 7 — дорожка; 8 — бегунок; 9 – муфта; 10 – шпиндель.

Вибрационный способ эффективно использовать при умеренно пластичных бетонных смесях (подвижность 6-8 см).Если смеси с большей подвижностью, при вибрации возникает расслоение. При использовании поверхностных вибраторов уплотнение производится в течение 20-60 с, глубинных – 20-40 с, наружных – 50-90 с. Время вибрирования жестких бетонных смесей должно быть не меньше показателя жесткости данной смеси. Зрительно продолжительность вибрирования можно определить по таким признакам: приобретение однородного вида бетонной смеси, прекращение ее оседания, горизонтальность поверхности, появление цементного молока на поверхности смеси.

Технология вибрирования

Глубинные вибраторы должны находиться друг от друга на расстоянии в 50 см.

Наиболее эффективными являются внутренние вибраторы. Ими вибрируют бетон, предназначенный для балок, фундаментов, стен, колонн. При укладке нового слоя вибратор переставляется с одной позиции на другую. При работе с внутренними вибраторами максимальная толщина уплотняемого слоя принимается не более 1,25 их длины. Необходимо, чтобы вибратор углубился на 5-10 см в ранее уложенный слой для проработки стыка между слоями и для лучшей связи слоев. Вибратор нужно погружать и ниже лицевой поверхности только что уложенного бетона. Внутренние вибраторы оснащены вибрирующими элементами, погружаемыми в бетонную смесь. Они должны погружаться в вертикальном положении на расстоянии в 50 см один от другого.

Нельзя слишком долго работать вибратором на одном месте.

Зоны вибрирования от каждого погружения должны немного перекрывать друг друга. Излишне долго вибрировать в одной точке нельзя, так как это может привести к расслоению бетонной смеси. Если применяется слишком пластичная бетонная смесь, нужно избегать длительного вибрирования. Но необходимо стремиться, чтобы не оставалось непровибрированных участков. Погружение частиц крупного заполнителя в раствор, и выделение раствора вдоль опалубки свидетельствует о возможном окончании вибрирования. Задержка начала вибрирования безопасна до того момента, пока смесь при вибрации может разжижаться, и вибратор не оставляет в ней углублений. Если арматура жестко закреплена и не может перемещаться, вибратор касаться ее не должен.

Глубинный вибратор не должен соприкасаться с опалубкой, в другом случае он повредит ее.

Внутренние вибраторы не должны соприкасаться с опалубкой, поскольку будут повреждать ее поверхность, что отразится на качестве поверхности бетона. С помощью внутренних вибраторов производится уплотнение монолитного бетона. При укладке бетона каждый слой уплотняют вибрированием. В процессе этого рабочий наконечник включенного ручного вибратора помещают в бетонную смесь под углом 30-35°, чтобы конец его рабочей части проходил сквозь границу раздела старого и нового слоев бетона на 5-10 см. Вибрирование вызывает уплотнение бетонной смеси, вытеснение воздуха и осаждение зерен уплотнителя. За счет этого в составе бетонной смеси исчезает граница раздела между слоями. В процессе уплотнения рабочий наконечник вибратора быстро помещают на необходимую глубину и аккуратно вынимают. Во время этого должна закрыться поверхность бетона. Зоны воздействия вибратора должны перекрываться на 10 см как минимум.

Вибрирование другими способами

Наружные вибраторы используются для бетонирования густоармированных стен толщиной до 30 см и колонн со сторонами до 60 см. Наружные вибраторы укрепляются на наружной стороне опалубки, и через нее передаются колебания бетонной смеси. При бетонировании плоскостных конструкций – полов, плит перекрытий, дорог и т. п. применяют поверхностные вибраторы. Необходимо правильно вибрировать данными приспособлениями. Они устанавливаются на уплотняемую поверхность и передают колебания через рабочую площадку. Поверхностный вибратор может прикрепляться к опалубке или перемещаться по поверхности бетонной смеси.

Поверхностными вибраторами уплотнение смеси производят непрерывными полосами, каждая последующая должна перекрываться предыдущей на 10-20 см. При одиночной арматуре толщина уплотняемого слоя принимается до 250 мм, при двойной – не более 120 мм. Толщина слоя в неармированных конструкциях может быть не более 40 см. Если бетонная смесь достаточно уплотнена вибрированием, то:

на поверхности исчезают воздушные пузырьки и появляется цементное молоко с мелкозернистым песком;
поверхность бетона быстро закрывается после вынимания вибратора;
бетонная смесь перестает оседать.

Если вынув наконечник вибратора, отверстие не заполняется бетонной смесью, это означает, что длительность вибрирования была недостаточной, консистенция бетона была чересчур густой или началось схватывание бетона. Ни в коем случае нельзя распределять смесь в опалубке при помощи наконечника вибратора, опирать наконечник на арматуру и элементы крепления опалубки. Если обнаружена деформация или смещения опалубки, бетонирование нужно прекратить, опалубку нужно исправить до начала схватывания бетона.

Изготовление бетона своими руками – изготавливаем бетон

Несмотря на все преимущества применения готовой бетонной смеси, часто для различных целей необходимо изготовление бетона, например, когда раствор требуется непосредственно в данное время на строительной площадке. В основном бетон в небольших количествах необходим при заливке железобетонных конструкций, ступеней лестниц, производстве стяжек, садовых дорожек на приусадебных участках и загородных территориях.

Изготовление бетона своими руками требуется в следующих случаях:

При необходимости незначительного объема бетонной смеси, когда доставка товарного бетона миксером не возможна или не рациональна. Ведь минимальный объем покупки заводского бетонного раствора составляет 4 куба.
Многие бетонные работы проводятся с интервалами, тогда востребовано производство раствора на месте. Например, при заливке сложных железобетонных конструкций, свайно-ригельных фундаментах и т.п.
При затрудненной доставке к объекту и невозможности подъехать к участку автобетоносмесителей. Или когда дорожное полотно не годится для проезда по ней специализированной техники.
При значительном удалении от бетонного завода, когда из-за высокой стоимости доставки может значительно увеличиться окончательная стоимость куба бетона.

Как сделать бетон

Классический состав бетонной смеси состоит из цемента определенной марки, подходящей для конкретного вида работ, речного песка, воды и при необходимости щебня. Следует помнить, что даже очередность смешивания ингредиентов для бетонной смеси играет значение. Для избежания возникновения комков и неравномерности раствора не рекомендуется заливать воду непосредственно в цемент. Первоначально цемент тщательно смешивают с песком, потом в состав добавляют воду и только на последнем этапе засыпают щебень.

В зависимости от необходимого количества бетона применяются ручной или механизированный метод замешивания. Среди механизированных методов самый распространенный – это изготовление бетона в бетономешалке. Этот вид оборудования отличается объемом готового раствора, стоимостью и качеством.

Конечно, для разового производства раствора нет смысла приобретать бетоносмеситель, поэтому можно взять его в аренду или применить ручной способ. Для замешивания бетонной смеси необходимо подготовить емкость в виде корыта, старой ванны, или сделать емкость необходимых размеров самостоятельно из обычного листа жести.

Выбор компонентов

Щебенка для бетона

Значение имеет приобретение качественных материалов для изготовления бетонной смеси. Песок желательно использовать речной и мытый. В нем нет глиняных включений, что немаловажно, особенно при зимнем бетонировании. Почти не растворяемые в воде глиняные комки в зимний период могут даже отрывать куски бетона, а у отлитой конструкции поверхность покроется пустотами.

Необходимо правильно выбирать цемент, стараясь приобретать его только у прямых дилеров или известных брендовых марок у надежных поставщиков. Щебень также приобретается мытым. Грязный щебень является потенциальным врагом бетона хорошего качества. Сам щебень играет роль наполнителя, компенсатора усадки. Если бетонную смесь сделать только из цемента, это может привести к возникновению трещин.

Выбор щебня для бетонного раствора обычно производится на основании требований к заливаемой конструкции, необходимой прочности. Щебень также необходимо подбирать с учетом исходного материала. Произведенный из гравия или гранита он обладает повышенной прочностью и морозостойкостью. Известняковый или доломитовый, как правило, применяют при изготовлении низкой марки бетона, используемой для бетонирования конструкций без высоких требований к прочности и морозостойкости.

Вода для бетонного раствора берется чистая, без сульфатов, солей и прочих примесей, которые зачастую присутствуют в грунтовой или колодезной воде. В зимнее время воду необходимо подогреть до 50-60 градусов.

Пропорции и состав бетонного раствора

Пропорциональное соотношение бетонной смеси Для изготовления бетона берется следующий состав: цемент, речной мытый песок, чистая вода и заранее подобранный щебень. Для производства различных элементов с учетом внутренних и внешних работ подбираются разные пропорции и состав бетонного раствора. Кроме этого, для изготовления конструкций в зимний период в раствор могут добавляться специальные присадки и добавки, увеличивающие срок работы бетона и улучшающие его свойства.

Что касается конкретных пропорций, то, например, для фундаментных работ используется состав в следующем соотношении: на 10 кг цемента берется 30 кг сухого песка, 40 литров чистой воды и 45-50 кг гравия или щебня. При необходимости воду можно долить.

Важно! Следует заранее анализировать влажность песка. Пропорции даются с расчетом использования сухого материала. Поэтому, если песок мокрый, его необходимо высушить, либо добавить в раствор меньше воды. И еще, действует такое правило – чем чище песок, тем выше и качественнее схватываемость его в растворе.

Как сделать и смешать бетон

Вы можете этого не осознавать, но в этих мешках с бетонной смесью в домашнем магазине нет никаких волшебных рецептов. Сделать бетонную смесь своими руками очень просто. Кроме того, когда дело доходит до крупного проекта, вы можете значительно снизить стоимость вашего бетона. Продолжайте читать, чтобы узнать, как делать и смешивать бетон.

Как сделать и смешать бетон

Шаг 1. Соберите инструменты и материалы

Вот что вам понадобится для приготовления собственного бетона:

Примечание: Бетон и цемент – это не одно и то же.Бетон – это смесь камня, песка и цемента. Цемент – это заполнитель, который используется в бетоне в качестве клея в смеси.

Шаг 2: Измерьте ингредиенты

Хотя есть некоторая свобода действий, для приготовления собственного бетона необходимо следовать определенному рецепту. Используя меньшее ведро в качестве мерной чашки, вылейте в тачку 3 ведра песка, 2 ведра гравия и 1 ведро портландцемента.

Вы можете делать столько бетона, сколько хотите, при условии соблюдения соотношения 3: 2: 1.

Шаг 3. Смешайте ингредиенты

Используйте лопату, чтобы перемешать ингредиенты в тачке. Обязательно зачерпывайте снизу и периодически соскребайте по бокам, чтобы не пропустить карманы с несмешанными материалами. Цель состоит в том, чтобы полностью смешать все материалы перед добавлением воды на следующем этапе.

Важно тщательно перемешать сухие ингредиенты перед добавлением воды. Плохо смешанные смеси будут состоять из сухих комков несмешанных материалов, что приведет к получению непрочного и непривлекательного конечного продукта.

Шаг 4: Добавьте воды

Используйте лопату, чтобы создать небольшой резервуар в середине сухой смеси. Используйте ведро большего размера, чтобы добавить воду в смесь, стараясь перемешивать ее по ходу движения. Продолжайте добавлять воду, пока вся смесь не станет влажной и бетон не станет консистенцией теста для печенья.

Опять же, не забудьте зачерпнуть тачку снизу и соскрести по бокам, пока не убедитесь, что смесь полностью влажная.

Шаг 5: Отрегулируйте микс

Смешивание бетона – это процесс, и добавление воды может осуществляться методом проб и ошибок.Если смесь слишком сухая, просто добавляйте воду понемногу, пока она не достигнет идеальной консистенции.

Если смесь слишком влажная, вам нужно добавить еще немного сухой смеси, чтобы она впитала воду. Вместо ведра используйте чашку, чтобы воссоздать пропорции. Чашка позволит вам внести небольшие изменения, не добавляя в смесь 5 галлонов материалов. Вы также сможете внести небольшие изменения в конкретный рецепт по своему вкусу.

Замешивать собственный бетон легко, и он работает так же хорошо, как и предварительно замешанные мешки.Это может быть отличным способом сэкономить на крупномасштабном проекте кладки, позволяя добиться отличных результатов, не нарушая при этом денег.

Как делают бетон

В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей, или горных пород. Паста, состоящая из портландцемента и воды, покрывает поверхность мелких (мелких) и крупных (крупных) заполнителей. В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон.

В этом процессе кроется ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен и пластичен при свежем смешивании, прочен и долговечен при затвердевании. Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно строить небоскребы, мосты, тротуары и супермагистрали, дома и плотины.

Дозирование
Ключ к получению прочного и долговечного бетона заключается в тщательном дозировании и смешивании ингредиентов. Смесь, в которой недостаточно пасты, чтобы заполнить все пустоты между заполнителями, будет трудно разместить, и она приведет к образованию шероховатых поверхностей и пористого бетона.Смесь с избытком цементного теста легко укладывается и дает гладкую поверхность; тем не менее, получаемый бетон не является рентабельным и может более легко треснуть.
Химический состав портландцемента оживает в присутствии воды. Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает каждую частицу камня и песка – агрегаты. В результате химической реакции, называемой гидратацией, цементное тесто затвердевает и приобретает прочность.
Качество пасты определяет характер бетона.Прочность пасты, в свою очередь, зависит от соотношения воды и цемента. Водоцементное соотношение – это вес воды для затворения, деленный на вес цемента. Высококачественный бетон получают за счет максимального снижения водоцементного отношения без ущерба для удобоукладываемости свежего бетона, что позволяет его должным образом укладывать, укреплять и выдерживать.

Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона.Обычно смесь содержит от 10 до 15 процентов цемента, от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов воды. Вовлеченный воздух во многих бетонных смесях может составлять от 5 до 8 процентов.
Прочие ингредиенты
В качестве воды для замешивания бетона можно использовать практически любую питьевую природную воду без ярко выраженного вкуса или запаха. Избыточные примеси в воде для смешивания могут не только повлиять на время схватывания и прочность бетона, но также могут вызвать выцветание, окрашивание, коррозию арматуры, нестабильность объема и снижение долговечности.Спецификации бетонной смеси обычно устанавливают пределы содержания хлоридов, сульфатов, щелочей и твердых веществ в воде для смешивания, если не могут быть проведены испытания для определения влияния примесей на конечный бетон.
Хотя большая часть питьевой воды подходит для смешивания бетона, заполнители выбираются тщательно. Заполнители составляют от 60 до 75 процентов от общего объема бетона. Тип и размер используемого заполнителя зависит от толщины и назначения конечного бетонного продукта.
Относительно тонкие строительные секции требуют небольшого крупного заполнителя, хотя заполнители диаметром до шести дюймов использовались в больших плотинах.Для эффективного использования пасты желательна непрерывная градация размеров частиц. Кроме того, заполнители должны быть чистыми и не содержать каких-либо веществ, которые могут повлиять на качество бетона.
Начало гидратации
Вскоре после объединения заполнителей, воды и цемента смесь начинает затвердевать. Все портландцементы представляют собой гидравлические цементы, которые затвердевают в результате химической реакции с водой, вызывающей гидратацию. Во время этой реакции на поверхности каждой частицы цемента образуется узел.Узел растет и расширяется, пока не соединится с узлами других частиц цемента или не прилипнет к соседним агрегатам.
После того, как бетон тщательно перемешан и станет пригодным для обработки, его следует укладывать в формы до того, как смесь станет слишком густой.
Во время укладки бетон уплотняется, чтобы уплотнить его внутри форм и устранить возможные дефекты, такие как соты и воздушные карманы.
Для плит бетон оставляют стоять до тех пор, пока пленка поверхностной влаги не исчезнет, затем используется деревянная или металлическая ручная терка для сглаживания бетона.Плавление дает относительно ровную, но слегка шероховатую текстуру, которая имеет хорошее сопротивление скольжению и часто используется в качестве окончательной отделки фасадных плит. Если требуется гладкая, твердая, плотная поверхность, после затирки следует затирка сталью.
Отверждение начинается после того, как открытые поверхности бетона достаточно затвердеют, чтобы противостоять образованию повреждений. Отверждение обеспечивает постоянную гидратацию цемента, так что бетон продолжает набирать прочность. Бетонные поверхности обрабатывают путем опрыскивания водяным туманом или использования влагоудерживающих тканей, таких как мешковина или хлопчатобумажные коврики.Другие методы отверждения предотвращают испарение воды за счет герметизации поверхности пластиком или специальными спреями, называемыми отвердителями.
Для защиты бетона используются специальные методы отверждения в очень холодную или жаркую погоду. Чем дольше бетон будет оставаться влажным, тем прочнее и долговечнее он станет. Скорость затвердевания зависит от состава и крупности цемента, пропорций смеси, а также от влажности и температурных условий. С возрастом бетон продолжает укрепляться.Большая часть гидратации и увеличения прочности происходит в течение первого месяца жизненного цикла бетона, но гидратация продолжается медленнее в течение многих лет.
Узнайте, как цемент и бетон формируют окружающий нас мир>
Узнайте больше о преимуществах устойчивого развития цемента и бетона>
Как производится цемент
Портландцемент является основным ингредиентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем, чтобы затвердеть.
Цемент производится с помощью тщательно контролируемого химического соединения кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.
Обычные материалы, используемые для производства цемента, включают известняк, ракушечник, мел или мергель в сочетании со сланцем, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком и железной рудой. Эти ингредиенты при нагревании при высоких температурах образуют каменное вещество, которое измельчается в мелкий порошок, который мы обычно называем цементом.
Каменщик Джозеф Аспдин из Лидса, Англия, впервые изготовил портландцемент в начале XIX века, сжигая порошкообразный известняк и глину в своей кухонной плите.С помощью этого грубого метода он заложил основу отрасли, которая ежегодно буквально перерабатывает горы известняка, глины, цементной породы и других материалов в порошок, настолько мелкий, что он может проходить через сито, способное удерживать воду.
Лаборатории цементных заводов проверяют каждый этап производства портландцемента путем частых химических и физических испытаний. Лаборатории также анализируют и тестируют готовый продукт, чтобы убедиться, что он соответствует всем отраслевым спецификациям.
Самый распространенный способ производства портландцемента – сухой.Первым шагом является добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов. После добычи порода дробится. Это включает в себя несколько этапов. Первое дробление уменьшает размер камня до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые дробилки для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.
Дробленая порода смешивается с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчается, смешивается и подается в цементную печь.
Цементная печь нагревает все ингредиенты примерно до 2700 градусов по Фаренгейту в огромных стальных цилиндрических вращающихся печах, облицованных специальным огнеупорным кирпичом.Обжиговые печи часто достигают 12 футов в диаметре – достаточно большого размера, чтобы вместить автомобиль, и во многих случаях больше, чем высота 40-этажного здания. Большие печи устанавливаются с небольшим наклоном оси от горизонтали.
Тонко измельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. На нижнем конце – ревущий взрыв пламени, произведенный точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативного топлива или газа с принудительной тягой.
По мере того, как материал движется через печь, определенные элементы уносятся в виде газов.Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером. Клинкер выходит из печи в виде серых шариков, размером с мрамор.
Клинкер выгружается раскаленным из нижнего конца печи и обычно доводится до рабочей температуры в различных типах охладителей. Нагретый воздух из охладителей возвращается в печи, что позволяет сэкономить топливо и повысить эффективность сжигания.
После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка.Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен. Теперь цемент готов к транспортировке компаниям по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.
Хотя сухой процесс является наиболее современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в США используется мокрый процесс. Эти два процесса по сути схожи, за исключением мокрого процесса, когда сырье измельчается с водой перед подачей в печь.
Из чего сделан бетон? Определение и ингредиенты
Вопреки распространенному мнению, бетон и цемент – это не одно и то же; цемент на самом деле просто компонент бетона.Бетон состоит из трех основных компонентов: воды, заполнителя (камня, песка или гравия) и портландцемента. Цемент, обычно в виде порошка, действует как связующее при смешивании с водой и заполнителями. Эта комбинация, или бетонная смесь, будет вылита и затвердевает в прочный материал, с которым все мы знакомы.
Найдите подрядчиков по бетону рядом со мной.
Ниже приводится группа статей, которые будут полезны при попытках узнать больше о бетоне и цементе.Другие элементы, которые могут вас заинтересовать, включают конкретные основы, такие как дизайн смеси, и информацию о цементе.
Популярные темы о бетоне:
Что такое бетон?
Время: 00:52
Из чего сделан бетон? Портландцемент, крошка, песок и др.
Найдите поставщиков готовой бетонной смеси
Содержание артикула:
Компоненты базовой бетонной смеси
Желаемые свойства бетона
Добавки для бетона
Армирование бетона: волокна vs.Сварная сетка
Корректировка смесей для устранения проблем
Укладка бетона
Декоративный бетон
Прочие бетонные ресурсы
Компоненты базовой бетонной смеси
Бетонная смесь состоит из трех основных ингредиентов:
Портландцемент – Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает заполнитель и песок в смеси. Паста затвердевает и связывает заполнители и песок.
Вода – Вода необходима для химической реакции с цементом (гидратации), а также для обеспечения удобоукладываемости бетона.Количество воды в смеси в фунтах по сравнению с количеством цемента называется соотношением вода / цемент. Чем ниже соотношение воды и цемента, тем прочнее бетон. (более высокая прочность, меньшая проницаемость)
Заполнители – Песок – мелкий заполнитель. Гравий или щебень являются крупными заполнителями в большинстве смесей.
Желаемые свойства бетона
1. Бетонная смесь трудоспособна . Его можно правильно разместить и закрепить самостоятельно или своими работниками.
2. Соответствуют желаемым качествам затвердевшего бетона: например, устойчивость к замерзанию и оттаиванию и противообледенительным химикатам, водонепроницаемость (низкая проницаемость), износостойкость и прочность. Знайте, чего вы пытаетесь достичь с помощью бетона.
3. Экономика . Поскольку качество в основном зависит от соотношения воды и цемента, необходимо минимизировать потребность в воде, чтобы снизить потребность в цементе (и, таким образом, снизить стоимость).
Примите следующие меры, чтобы снизить потребность в воде и цементе:
используйте самую густую смесь
используйте агрегат самого большого размера, практичный для работы.
Используйте оптимальное соотношение мелкого и крупного заполнителя.
Обсудите с поставщиком готовой смеси, как достичь поставленных целей в отношении бетона.
Добавки для бетона: наиболее распространенные типы и их назначение
Добавки – это добавки к смеси, используемые для достижения определенных целей.
Вот основные добавки и их цель.
Ускоряющая добавка – В бетон добавляют ускорители , чтобы сократить время схватывания бетона и ускорить раннюю прочность.Величина сокращения времени схватывания зависит от количества использованного ускорителя (обратитесь к поставщику готовой смеси и опишите свое применение). Хлорид кальция – недорогой ускоритель, но спецификации часто требуют использования ускорителя, не содержащего хлоридов, для предотвращения коррозии арматурной стали.
Замедляющие добавки – Часто используются в жарких погодных условиях для замедления времени схватывания. Они также используются для отсрочки выполнения более сложных заданий или для специальных чистовых операций, таких как обнажение заполнителя.Многие замедлители схватывания также действуют как водоупор.
Зола-унос – является побочным продуктом сжигания угля. Летучая зола может заменить 15-30% цемента в смеси. Цемент и летучая зола вместе в одной смеси составляют общий цементный материал .
Летучая зола улучшает удобоукладываемость
Летучая зола легче отделывается
Летучая зола снижает тепло, выделяемое бетоном
Стоимость золы уноса равна количеству заменяемого ею цемента
Воздухововлекающие добавки – необходимо использовать всякий раз, когда бетон подвергается замерзанию и оттаиванию, а также воздействию солей для борьбы с обледенением.Воздухововлекающие агенты захватывают микроскопические пузырьки воздуха в бетоне: когда затвердевший бетон замерзает, замерзшая вода внутри бетона расширяется в эти пузырьки воздуха, а не повреждает бетон.
Воздухововлечение улучшает обрабатываемость бетона
Воздухововлечение повышает долговечность
Воздухововлечение дает более работоспособную смесь
Водоредуцирующая добавка -уменьшает количество воды, необходимое в бетонной смеси.Соотношение воды и цемента будет ниже, а прочность – больше. Большинство редукторов воды с низким диапазоном снижают количество воды, необходимой в смеси, на 5-10%. Высококачественные редукторы воды снижают потребность в воде для смешивания на 12–30%, но они очень дороги и редко используются в жилых помещениях.
Армирование бетона: волокна против сварной проволочной сетки
Волокна могут быть добавлены в бетонную смесь вместо сварной проволочной сетки.
Проблема со сварной проволочной сеткой заключается в том, что она часто оказывается на земле из-за наступления на нее во время укладки бетона.(особенно, если не используются опорные блоки). Другая проблема заключается в том, что сетка не предотвращает и не сводит к минимуму растрескивание – она просто удерживает трещины, которые уже возникли, вместе.
Если вы посмотрите на участок бетона, залитый волокнами, вы увидите миллионы волокон, распределенных во всех направлениях по всей бетонной смеси. Поскольку микротрещины начинают появляться из-за усадки по мере испарения воды из бетона (пластическая усадка), трещины пересекаются с волокнами, которые блокируют их рост и обеспечивают более высокую прочность на разрыв в это критическое время.
Щелкните здесь, чтобы узнать, как волокна являются важной частью «как строить высококачественные плиты на уклоне».
РЕГУЛИРОВКА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ ПРОБЛЕМ УСТАНОВКИ
Когда бетон прилипает к шпателю , когда он поднимается с бетона, или бетон прилипает к подножкам отделочника, наиболее вероятными причинами являются слишком много песка в смеси или более высокое, чем необходимо, вовлечение воздуха.
Чрезмерный спуск воды задержит завершающую операцию и может вызвать серьезные проблемы с поверхностью бетона.Добавление большего количества песка в смесь, добавление большего количества увлеченного воздуха, использование меньшего количества воды для смешивания или добавление цемента или летучей золы – это возможные способы лечения.
Убедитесь, что поставщик готовой смеси знает, будете ли вы перекачивать бетон. Для перекачивания смесей требуется достаточное количество мелких частиц , и существуют ограничения на размер заполнителя, чтобы смесь могла быть перекачиваемой. Летучая зола и воздухововлечение улучшают удобоукладываемость и прокачиваемость.
Время схватывания смеси можно замедлить с помощью замедлителей схватывания.
Смесь можно охладить в жаркую погоду, заменив часть воды для смешивания на лед, разбрызгав воду на кучу заполнителя на заводе по производству готовой смеси или введя жидкий азот в замес.
Время схватывания смеси можно увеличить до с помощью ускорителей.
Смесь может быть нагрета на заводе по производству готовой смеси путем нагревания воды для смеси и заполнителей.
Укладка бетона
Укладка бетона
Обычный бетон весит примерно 150 фунтов на кубический фут, и его следует укладывать как можно ближе к окончательному положению.Чрезмерное обращение может вызвать расслоение рулонных и мелких заполнителей. Смачивание бетона, чтобы его можно было сгребать или толкать в место, далеко от места разгрузки, недопустимо.
Бетон заливается прямо из желоба автобетоносмесителя, катится на место с помощью тележки или закачивается на место с помощью бетононасоса (см. Бетононасос).
Бетон обычно указывается с оседанием 4-5 дюймов. Промышленные, коммерческие и некоторые жилые проекты требуют наличия инспектора по заливке бетона, который следит за оседанием бетона и проводит измерения осадки с требуемыми интервалами.
См. Также раздел «Как построить высококачественные плиты из уклона
».
Бетон для укладки
Целью укладки свежего бетона является укладка бетона как можно ближе к конечному уровню, чтобы облегчить выравнивание / стяжку бетона.
Для укладки бетона рекомендуются лопаты с короткой рукояткой и квадратным концом. Также можно использовать сопутствующий инструмент (инструмент, который выглядит как мотыга с длинным лезвием с прямым лезвием). Не используйте лопату с закругленными краями для укладки бетона, так как она не распределяет бетон равномерно.
Любой используемый разбрасыватель должен быть достаточно жестким, чтобы проталкивать и тянуть влажный бетон без изгиба: нормальный бетон весит приблизительно 150 фунтов на кубический фут.
Бетонирование в холодную погоду
Бетонирование в жаркую погоду
Твердый бетон
Декоративный бетон
Введение в декоративный бетон
Глоссарий по декоративному бетону
Глоссарий по бетонным столешницам
Дизайн декоративной бетонной смеси
Дополнительная информация:
Конкретная история: интерактивная хронология
Подрядчики по бетону: Найдите поставщика или дистрибьютора бетонных изделий
Прочие бетонные ресурсы
Что такое бетон? -Университет Иллинойса Урбана-Шампейн
Управление бетонной промышленностью-Университет штата Мидл-Теннесси
Бесплатные загрузки ACI-Американский институт бетона (ACI)
Основы цемента и бетона-Портлендская ассоциация цемента (PCA)
Как изготавливают цемент и бетон
Цемент – важнейший ингредиент бетона.Это мелкий порошок, который действует как клей, скрепляющий бетон при смешивании с водой, песком и заполнителями.
Цемент производится путем нагревания точной смеси тонкоизмельченного известняка, глины и песка во вращающейся печи до температуры, достигающей 1450ºC. Это приводит к производству цементного клинкера, промежуточного продукта при производстве цемента. Цементный клинкер выходит из печи, охлаждается, а затем тонко измельчается для получения порошка, известного как цемент. На топливо, сжигаемое для обогрева печи, приходится около 40% выбросов при производстве цемента.Остальные 60% – это «технологические выбросы», т.е. когда известняк перегрет, он высвобождает свои углеродные атомы и образует в печи CO ₂, которые практически невозможно восстановить. Канадская цементная и бетонная промышленность применяет ряд инновационных мер для дальнейшего сокращения выбросов углекислого газа.
Цемент составляет лишь небольшую часть рецептуры бетона, обычно составляя от 7% до 10% бетонной смеси. Другими основными компонентами бетона являются песок, гравий (мелкий и крупный заполнитель) и вода.
Химические вещества, называемые добавками, иногда добавляют на стадии производства бетона для улавливания воздуха, удаления воды, изменения вязкости и изменения других эксплуатационных свойств. Производители улучшают процесс склеивания цемента на стадии производства бетона с помощью дополнительных вяжущих материалов (SCM), которые поступают из потоков промышленных отходов.
Основные ингредиенты цемента (известняк, песок и глина) и бетона (цемент, смешанный с песком, гравием и водой) являются одними из наиболее широко доступных сырьевых материалов на Земле.
Цементный порошок Основные ингредиенты бетона: (цемент, смешанный с песком, гравием и водой) Доля различных ингредиентов в типичной бетонной смеси

Что такое процесс изготовления бетона?
Прежде чем он станет подъездной дорожкой, внутренним двориком или фундаментом, бетон должен быть получен из смеси песка, заполнителя или гравия, портландцемента и воды.После того, как эти ингредиенты смешаны вместе, влажный бетонный продукт выливается в форму, которая служит формой. За короткое время бетон становится твердым.
История
Сегодняшние бетонные изделия гладкие, прочные и способны выдерживать огромное давление. Исторически, однако, самые ранние формы бетона представляли собой комбинацию грязи, песка, воды и, возможно, некоторого количества соломы, и смесь наносили на конструкции из веток, чтобы сформировать хижины. В 1800-х годах разработка портландцемента в виде порошкообразного известняка привела к получению гораздо более прочной бетонной смеси.
Типы
Вы можете смешивать бетон в небольших количествах или заказывать его у коммерческого поставщика бетона в больших количествах, но весь бетон проходит общий процесс смешивания, прежде чем он будет готов к заливке. Цемент – это название сухих ингредиентов. Вы можете купить мешки с цементом, и они будут содержать правильную пропорцию песка, гравия и портландцемента. Если вы заказываете влажный бетон, компания смешает ингредиенты с водой и доставит полужидкую смесь к вам на больших грузовиках, оборудованных вращающимися цилиндрическими платформами, чтобы смесь не затвердевала.
Рекомендации
Менее распространенным, но возможным является индивидуальное смешивание ингредиентов, составляющих бетон. Поскольку сухой цемент является рентабельным, этот метод используется редко, но если вы хотите сделать собственный бетон, используйте соотношение 3 фунта портландцемента, 6 фунтов песка, 4 1/2 фунта гравия и 1 1 /. 4 фунта воды. Тщательно смешайте сухие ингредиенты и добавьте воду. При замешивании собственного бетона необходимы большая ванна или тачка и лопата.Вы можете добавить немного больше воды, если климат жаркий и сухой, или немного меньше, если он холодный и влажный.
Заблуждения
Мокрый бетон податлив только на короткое время. Движение сохраняет бетон в полужидком состоянии, поэтому автобетоносмеситель прибывает на рабочую площадку с постоянно вращающейся платформой. Как только мокрый бетон перестает двигаться, он начинает затвердевать. Кроме того, воздействие воздуха ускоряет процесс затвердевания. Перед заливкой бетона убедитесь, что под рукой достаточно рабочих, которые могут помочь.
Предотвращение / решение
Чтобы предотвратить общие проблемы при смешивании собственного бетона, имейте в виду, что чем больше воды вы добавите, тем легче будет работать бетон, но вода также ухудшит его окончательную структурную целостность. Проверьте влажный бетон, потянув его лопатой. Неровность должна сохранять свою форму, но медленно погружаться в остальную часть влажного бетона. Тщательно перемешайте бетон. Если вы видите цветовые вариации, перемешайте еще раз. Работайте очень быстро, как только добавите воду в цемент.
Изготовление бетона | Ресурс | RSC Education
Лист учащегося
В этом практическом я буду:
Узнайте, как использование смеси минералов разного размера и горных пород со связующим увеличивает сложность разделения и увеличивает стабильность и прочность композитного вещества, такого как строительный раствор и бетон.
Тестирование, чтобы увидеть, как изменение пропорций цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства моего бетона.
Использование моих научных знаний и понимания для объяснения моих результатов.
Теоретическое обоснование того, что происходит химически при застывании бетона.
Введение:
Вы подающий надежды молодой художник-наука, который поступил в ученики у инженера-строителя Витрувия (c80–70 до н.э. – c15 до н.э.). Витрувий исследует, как изменение соотношения цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства бетона, и просит вас провести некоторые исследования.Более того, он планирует включить ваши результаты в свои «десять книг по архитектуре»!
Витрувий уже обнаружил некоторые интересные результаты, и, как и все хорошие художники-ученые, вы решаете продолжить исследование…
Оснащение:
Доступ к:
3 разделительных сита с отверстиями разного размера
Бетонная смесь в стакане 250 см ³
Мешочек с растворной смесью
Мешочек с цементом Раздражающее вещество
Пылезащита для рта
Линейка прозрачная
Стакан (250 см ³)
Вода
Секундомер
Весы верхней чаши
Проектор
Поднос или ванна для просеивания более
Стакан с водой (для грязной ложки)
Метод:
Это упражнение приведет вас к рабочему определению бетона.
Вы не только отделите ингредиенты, которые используются для изготовления бетона, но и получите важный урок о времени и энергии, необходимых для отделения самых больших камней от мельчайших частиц, содержащих цемент.
Надевайте пылезащитный чехол для рта.
Поместите сита на диапроектор рядом с прозрачной линейкой, чтобы вы могли оценить размер отверстий в каждом сите.
Соберите стакан 250 см ³, заполненный сухой бетонной смесью.
Установите сита на другой стакан 250 см ³ так, чтобы тот, у которого были отверстия наибольшего размера, находился вверху, следующий наименьший под ним и наименьший под ним.
Запустите секундомер и короткими резкими движениями сит определите приблизительное время, необходимое для отделения частиц каждого размера.
Процент частиц каждого размера можно определить, взвесив каждую и сравнив ее с общим весом образца в стакане объемом 250 см ³.
Определите каждую группу частиц на сите.
Самые мелкие частицы содержат цемент, который составляет связующий материал, удерживающий вместе более крупные частицы, когда все материалы четырех размеров смешиваются вместе с водой.
Следующая группа частиц в последующих ситах – это камни различного размера, которые составляют заполнители бетонной смеси.
Альтернативный подход к использованию сит для идентификации компонентов бетона заключается в том, чтобы вылить часть бетонной смеси на лист миллиметровой бумаги и, используя квадраты на бумаге, описать диапазон размеров частиц, которые входят в изготовление бетона.
Смешайте каждую из четырех частиц разного размера с небольшим количеством воды, чтобы увидеть, какая из частиц действительно затвердела.
Если вы используете сита, можно определить источник каждой частицы.
Маленькие породы, которые составляют самые большие частицы и следующие более крупные частицы, называются заполнителями и могут быть добыты из гравийного карьера.
Третий набор состоит из мельчайших песчинок и крупных частиц цемента.
Четвертый содержит большую часть цемента, измельченного до очень мелкого порошка из клинкера.
Идем дальше:
Оснащение:
Защита глаз
Картонная форма
Перчатка пластиковая
Кастрюля для йогурта и чайная ложка
Газета
Вода, песок, цемент (раздражающий), мелкий гравий
Метод:
Необходимо использовать защитные очки и пластиковую перчатку.
Накройте скамейку газетой, а затем соберите все свои предметы. Цемент – это щелочь, которая может вызвать ожоги кожи. Будьте осторожны при смешивании, чтобы не образовалась пыль.
Наденьте перчатки. Отнесите горшок с йогуртом на переднюю скамейку, чтобы собрать ингредиенты. Используя чайные ложки в каждом контейнере, добавьте 3 чайные ложки цемента без горки, 3 чайные ложки песка и 3 чайные ложки мелкого гравия в емкость для йогурта. Вернитесь к своей скамейке. В качестве альтернативы можно все перемешивать в пластиковом пакете с застежкой-молнией.(С цементом, предварительно взвешенным учителем). Таким образом, вероятность попадания на кожу или в глаза гораздо меньше.
Тщательно перемешайте чайной ложкой цемент, песок и гравий. Добавьте немного воды и тщательно перемешайте смесь. Помните, что вы всегда можете добавить немного воды, но вы не можете ее вынуть!
Когда смесь будет подходящей, ваша чайная ложка должна легко входить в смесь, оставляя отверстие, когда она вынимается.
Выложите смесь в форму (10 см x 1 см x 1 см).Отметьте форму, запишите состав смеси, чтобы вы знали, что она ваша, и на ней было указано, что это за смесь.
Если у вас есть время, сделайте хотя бы еще один брус из бетона. Вы должны использовать в общей сложности 9 чайных ложек без горки, но вы должны варьировать пропорции смесей, например 4 из цемента, 3 из песка, 2 из гравия и так далее. Тщательно промаркируйте полоски и запишите, что именно вы вложили в каждую.
Не смывать бетон в раковину .Поместите емкости для йогурта (и любые отходы) в предусмотренный контейнер. Положите чайную ложку в предоставленную емкость с холодной водой. Выверните перчатку наизнанку и положите ее в мусорное ведро с использованными банками для йогурта.
Приведите в порядок свою скамейку, а затем вымойте руки. Снимите защиту для глаз, когда вам будет предложено.
Теперь посмотрим, как дозирование меняет свойства смеси.
Начните с добавления в цементные и бетонные смеси в 3-5 раз больше воды, чем требуется.
Теперь испытайте две смеси: воду, смешанную с бетонной смесью (цемент, мелкий и крупный заполнитель), воду и воду, смешанную с раствором (цемент и мелкий заполнитель).
Это покажет, сколько размеров частиц необходимо в бетонной смеси. Теперь попробуйте следующие смеси и прокомментируйте, как свойства меняются с каждой смесью.
Поместите одну часть бетонной смеси на пять частей воды в банку. Встряхните смесь и дайте настояться час или ночь.
Удалите крупный заполнитель из сухой бетонной смеси (или используйте раствор), вылейте одну часть более мелкой смеси в емкость и добавьте пять частей воды.
Встряхните содержимое и дайте ему отстояться в течение часа или на ночь.
Измерьте каждый слой, чтобы вычислить процент заполнителя каждого размера в обоих смесях.
Сравните две смеси, чтобы понять, что разные размеры частиц играют роль в качестве бетона, и увидеть разницу между бетоном и раствором.
Два агрегата разного размера могут использоваться, чтобы показать, что общий объем пространства между агрегатами не изменяется при изменении размера агрегата.
Измерьте количество воды, необходимое для наполнения двух стаканов по 1000 мл, каждый из которых содержит заполнитель разного размера.
Объем пространства между частицами уменьшается только при смешивании агрегатов разного размера. Это можно показать довольно резко, если использовать пластиковые бусины двух разных размеров.
Оцените свой опыт работы с заполнителями из строительного раствора. Заполнители имеют такой размер, чтобы обеспечить наиболее эффективный поверхностный контакт между цементным тестом и заполнителями различных размеров.
Количество используемой цементной пасты должно быть как минимум равным промежуткам между частицами заполнителя и немного больше, чтобы бетонная смесь относительно легко перемещалась при заливке бетона и выравнивании поверхности. Это известно как «работоспособность».
Используя стаканчики из полистирола, отвесить 500 граммов растворной смеси (смесь песка и цемента), добавить 75 граммов воды.
Перемешивать до исчезновения комков раствора.
Взвесьте еще раз, чтобы определить общий вес и добавленное количество воды в качестве проверки.
Отложите чашу с бетонной смесью в сторону, а также другую чашку из полистирола с водой, наполненную примерно до того же уровня, что и чашка с бетоном. Взвесьте чашку с водой.
Установите чашку с водой рядом с чашкой с бетоном. Эта чашка с водой используется, чтобы указать, сколько воды испаряется с поверхности бетона до полного затвердевания.
Подождите около 24 часов и снова взвесьте каждую чашку.
Бетон потеряет лишь часть воды из-за испарения с открытой поверхности.
Вы можете сравнить потерю воды из бетона с потерей воды из стакана с простой водой, которая также потеряла немного воды из-за испарения. Оба эти количества воды малы по сравнению с исходным количеством воды, добавленной в бетон, которая не испаряется, чтобы сделать затвердевший бетон.Сравнивая количество исходных ингредиентов с весом готового бетона, становится ясно, что бетон не высыхает.
Бетонная смесь может потерять немного больше воды, чем стакан с водой. Если вы посмотрите внимательно, то увидите, что поверхность бетона неровная. Эта более грубая поверхность позволяет воде испаряться быстрее, чем вода в одной только чашке. Опять же, это количество воды ничтожно мало по сравнению с водой, добавленной в бетонную смесь, которая вступила в химическую реакцию для образования затвердевшего материала.
Обсудите, какие усилия могут предпринять рабочие в строительной отрасли, чтобы устранить испарение с поверхности только что залитого бетона.
Теория:
Греки открыли мощь вулканической породы, известной как Пуццоланы , в которую входила земля Санторина. Это использовалось в Восточном Средиземноморье с 500–400 до н. Э. В конечном итоге римляне полностью раскрыли потенциал пасты извести-пуццолана , когда они использовали пуццолану в качестве связующего в римском бетоне для зданий и подводного строительства.Римский бетон также использовался для строительства дорог. Слово «бетон» происходит от латинского слова « concretus » (что означает компактный или сжатый).
Римский бетон , известный как opus caementicium , использовался в строительстве во время поздней Римской республики и на протяжении всей истории Римской империи. Это был гидравлический -схватывавшийся цемент (водоотверждаемый) со многими качествами материала, подобными современному портландцементу .
Римский бетон часто использовался для облицовки кирпичом. Бетон различается по агрегату , и это позволило использовать различные материалы, что привело к Бетонной революции, в ходе которой были построены структурно сложные формы, такие как купол Пантеона .
Минерал Пуццолана , также известный как пуццолановый пепел (латинское: pulvis puteolanus ), представляет собой кремнийсодержащий материал и глинозем .При смешивании с водой при комнатной температуре и гидроксидом кальция он реагирует с образованием нерастворимых гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция соединений. Эти соединения представляют собой материалы, обладающие способностью к цементированию и связывающие агрегаты вместе.
Пуццолана образована из одного из первичных месторождений вулканического пепла , используемых римлянами в Поццуоли недалеко от Неаполя. Мы все еще используем название пуццолана, но оно применяется к любому вулканическому материалу (пемза или вулканический пепел), состоящему из тонкого вулканического стекла .
Римский инженер-строитель Витрувий (ок. 80–70 до н. Э. – ок. 15 до н. Э.) Говорит о четырех типах пуццоланы: черном, белом, сером и красном, все из которых можно найти в вулканических районах Италии, таких как как Неаполь. Витрувий, написавший около 25 г. до н.э. в своих «Десяти книгах по архитектуре » , выделил типы заполнителей, подходящих для приготовления известковых растворов. Для строительных растворов он рекомендовал pozzolana , коричневато-желто-серого цвета около Неаполя и красновато-коричневого цвета в Риме.
Vitruvius определяет соотношение 1 часть извести к 3 частям пуццолана для цемента, используемого в зданиях, и соотношение 1: 2 извести к пуццолану для подводных работ, по существу такое же соотношение, которое используется сегодня для бетона, используемого в море.
Рецепт римского бетона был утерян между 500 и 1300 годами. Затем между 1300-ми и серединой 1700-х годов использование цемента постепенно вернулось. Канал Канал дю Миди был построен из бетона в 1670 году, а в Финляндии есть бетонные сооружения, датируемые 16 веком.
Портландцемент – это общий термин для почти всех современных цементов. Своим названием и происхождением он обязан Аспдину (британскому каменщику), который в 1820-х годах искал аналог римского цемента (полученного из вулканического пепла и других природных минералов).
Имя Аспдина для его изобретения служило двум целям. Это отличало материал от римского цемента. Бетон, сделанный из его нового цемента, напоминал камень, добываемый на острове Портленд, что облегчало маркетинг.
Современный портландцемент – это продукт высокотемпературного преобразования тонкоизмельченных материалов, часто основных смесей известняка (карбонат кальция CaCO ₃), глины и сланца. Продукт нагрева представляет собой смесь, содержащую четыре ключевых ингредиента для цемента: оксид кальция (CaO), диоксид кремния (диоксид кремния SiO ₂), оксид алюминия (оксид алюминия Al ₂ O ₃) и железо (Fe ).
Поскольку производители полагаются на материалы из окружающей среды, цементные заводы часто располагаются рядом с карьерами с горными породами, содержащими некоторые или все эти минералы.
При обработке в длинной горизонтальной печи, известной как вращающаяся печь, смеси этого сырья претерпевают химические изменения с образованием стеклоподобного материала, называемого клинкером. Клинкеры, смешанные с гипсом (сульфат кальция CaSO4), измельчаются до мелкого порошка, в результате чего получается цементный порошок.
Добавление воды в этот цемент, смешанный с песком, гравием или щебнем (известный как мелкий и крупный заполнитель), активирует химический состав цемента. Вода гидратирует кальциевые соединения цемента с образованием новых соединений, которые связывают заполнители в бетон.
Исходные гидраты дикальцийсиликата, которые образуются медленнее, способствуют прочности бетона на более поздних стадиях. Следующие ниже словесные уравнения описывают производство бетона.
Силикат трикальция + вода
Гидрат силиката кальция + гидроксид кальция + тепло
Силикат дикальция + вода
Гидрат силиката кальция + гидроксид кальция + тепло
Из химических реакций, важных для обеспечения прочности бетона, указанные выше реакции являются наиболее важными.
Два силиката кальция, которые составляют около 75 процентов веса портландцемента, реагируют с водой с образованием двух новых соединений: гидроксида кальция и гидрата силиката кальция. Последний на сегодняшний день является наиболее важным цементирующим компонентом в бетоне. Технические свойства бетона – схватывание и твердение, прочность и стабильность размеров – в первую очередь зависят от геля гидрата силиката кальция. Это сердце из бетона.
Когда бетон схватывается, его общий объем остается почти неизменным, но затвердевший бетон содержит поры, заполненные водой и воздухом, которые не имеют прочности.Прочность заключается в твердой части пасты, в основном в гидрат силиката кальция и кристаллической фазе.
Чем менее пористо цементное тесто, тем прочнее бетон. Поэтому при смешивании бетона используйте не больше воды, чем необходимо, чтобы сделать бетон пластичным и пригодным для обработки. Даже в этом случае используемой воды намного больше, чем требуется для полной гидратации цемента. Водоцементное соотношение (по весу) полностью гидратированного цемента составляет примерно 0,22–0,25, без учета испаряемой воды.
Лист учителя и техника
На этой практике студенты будут:
Узнайте, как использование смеси минералов разного размера и горных пород со связующим увеличивает сложность разделения и увеличивает стабильность и прочность композитного вещества, такого как строительный раствор и бетон.
Использовать тесты, чтобы увидеть, как изменение пропорций цемента, воды и различных заполнителей влияет на свойства бетона.
Используя свои научные знания и понимание для объяснения своих результатов.
Теоретическое обоснование того, что происходит химически при застывании бетона.
Введение для учителей:
Школьники, работающие над цементно-бетонным проектом, могут посмотреть на ингредиенты бетона, изменить пропорции воды и бетона, подмешать добавки в смесь, проверить изменения температуры, определить pH и узнать о продукте. Обратите внимание, что это потребует от учителя развития адекватного фона, поэтому следующие примечания должны помочь в этом процессе.
Это расследование начинается с исследовательской задачи, в которой учащиеся составляют живой список (тот, который увеличивается с течением времени). Эту деятельность лучше всего начинать с вопросов, приведенных в следующих абзацах a – c:
Где вы видели, как используется бетон?
Откуда вы знаете, что это бетон?
Бетон, цемент и раствор окружают нас. Когда мы идем в школу, садимся на автобус, заходим в здание или пересекаем мост, там есть бетон, цемент и раствор.Это захватывающие материалы, которые влияют на нашу жизнь. Цемент и бетон можно рассматривать как синонимы современной жизни, но по своей природе бетон, цемент и строительный раствор различны.
Цемент, ультратонкий серый порошок, связывает песок и горные породы в массу или матрицу бетона. Цемент – ключевой ингредиент бетона.
Приготовление бетона похоже на выпечку торта: выбранные ингредиенты смешиваются, нагреваются и оставляются для застывания. Точно так же, как лепешки различаются в зависимости от типа ингредиентов и метода их добавления, так и текстура, прочность, упругость и цвет бетона могут различаться.
Попросите учащихся составить собственный список использования бетона, которым они поделятся с другой парой, затем с двумя парами и, наконец, с классом.
Список использования может быть довольно длинным. Чтобы представить некоторые решения при составлении списка, ученики должны обсудить и подчеркнуть важность бетона в нашей жизни и использовать это обсуждение в качестве приоритетного фактора.
Отобразите список класса в классе, чтобы учащиеся могли добавлять к нему список во время исследования.
Студенты должны понимать разницу между цементом и бетоном. Они должны иметь практические знания о науке, лежащей в основе состава и поведения материала, и понимать, как химический состав влияет на материал. Чтобы помочь в этом, справочные заметки должны помочь учителям подготовить почву для науки о бетоне и цементе.
После завершения исследований будет проведено обсуждение повсеместного распространения цемента, бетона и их свойств как материала.
Общие сведения: (слова, выделенные жирным шрифтом, являются важными)
Сколько лет бетону?
Греки открыли мощь вулканической породы, известной как Пуццоланы , в которую входила земля Санторина. Это использовалось в Восточном Средиземноморье с 500–400 до н. Э. В конечном итоге римляне полностью раскрыли потенциал пасты извести-пуццолана , когда они использовали пуццолану в качестве связующего в римском бетоне для зданий и подводного строительства. Римский бетон также использовался для строительства дорог.Слово «бетон» происходит от латинского слова « concretus » (что означает компактный или сжатый).
Римский бетон , известный как opus caementicium , использовался в строительстве во время поздней Римской республики и на протяжении всей истории Римской империи. Это был цемент с гидравлическим схватыванием (водоотверждающийся), имеющий многие свойства материала, аналогичный современному портландцементу .
Римский бетон часто использовался для облицовки кирпичом.Бетон различается по агрегату , и это позволило использовать различные материалы, что привело к Бетонной революции, в ходе которой были построены структурно сложные формы, такие как купол Пантеона .
Минерал Пуццолана , также известный как пуццолановый пепел (латинское: pulvis puteolanus ), представляет собой кремнийсодержащий материал и глинозем . При смешивании с водой при комнатной температуре и гидроксидом кальция он реагирует с образованием нерастворимого гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция соединений.Эти соединения представляют собой материалы, обладающие способностью к цементированию и связывающие агрегаты вместе.
Пуццолана образована из одного из первичных месторождений вулканического пепла , используемых римлянами в Поццуоли недалеко от Неаполя. Мы все еще используем название пуццолана, но оно применяется к любому вулканическому материалу (пемза или вулканический пепел), состоящему из тонкого вулканического стекла .
Римский инженер-строитель Витрувий (ок. 80–70 до н. Э. – ок. 15 до н. Э.) Говорит о четырех типах пуццоланы: черном, белом, сером и красном, все из которых можно найти в вулканических районах Италии, таких как как Неаполь.Витрувий, написавший около 25 г. до н.э. в своих «Десяти книгах по архитектуре » , выделил типы заполнителей, подходящих для приготовления известковых растворов. Для строительных растворов он рекомендовал pozzolana , коричневато-желто-серого цвета около Неаполя и красновато-коричневого цвета в Риме.
Vitruvius определяет соотношение 1 часть извести к 3 частям пуццолана для цемента, используемого в зданиях, и соотношение 1: 2 извести к пуццолану для подводных работ, по существу такое же соотношение, которое используется сегодня для бетона, используемого в море.
Рецепт римского бетона был утерян между 500 и 1300 годами. Затем между 1300-ми и серединой 1700-х годов использование цемента постепенно вернулось. Канал Канал дю Миди был построен из бетона в 1670 году, а в Финляндии есть бетонные сооружения, датируемые 16 веком.
Что такое бетон?
Бетон представляет собой смесь трех ингредиентов:
цемент (вяжущее )
заполнитель (наполнитель или насыпь бетона – обычно песок и гравий)
вода (катализатор для цемента).
Почему цемент используется в бетоне?
Качество и количество цемента будут влиять на прочность связи между частицами заполнителя.
Что такое совокупность?
Форма заполнителя влияет на общую прочность бетона. Чтобы бетон был эффективным, требуется угловых тел . Угловой означает частицу с острыми заостренными краями, которые сцепляются вместе, тогда как округлые частицы только стыкуются друг с другом.
Почему добавлена вода?
Количество воды, добавленное в смесь, очень важно:
если добавлено слишком много воды, эффект сцепления цемента теряется;
, если добавлено слишком мало воды, действие склеивания не будет завершено.
Два других основных фактора влияют на качество бетона.
Это плотность и время отверждения .
Как плотность бетона влияет на конечный материал?
Чем плотнее бетон, тем больше частиц сцеплено между собой и тем он будет прочнее.Плотную бетонную смесь тщательно взбалтывают в формах, и по мере оседания смеси (точно так же, как зерна риса оседают в пакете) добавляется больше бетона.
Коммерчески плотный бетон помимо прочности обладает и другими свойствами. К ним относятся хорошая устойчивость к звуку и проникновению воды и с низкой усадкой при высыхании.
Что такое время отверждения и сколько времени это занимает?
В промышленных масштабах отверждению способствует нагревание, пар и давление.
Бетон высшего качества обрабатывается паром при 160 ° C при 6-кратном атмосферном давлении в течение 24 часов.
Бетон набирает максимальную прочность в течение 20 лет.
Диапазон учебных программ:
Задача учителя – правильно согласовать деятельность с академическим и зрелым уровнем учеников. Большинство учеников в возрасте от 10 до 17 лет могут выполнять эти задания. Это также дает студентам возможность исследовать исторические идеи и химию бетона.
Цель состоит в том, чтобы получить некоторое представление о том, как материалы используются для создания артефактов.Связан с:
Настройка простых практических запросов, сравнительных и объективных тестов;
Отчетность по результатам запросов и наблюдений, включая устные и письменные объяснения, демонстрацию или представление результатов и выводов;
Использование прямых научных доказательств для ответа на вопросы или подтверждения своих выводов;
Построить более систематическое понимание химического состава цемента, строительного раствора и бетона, исследуя способы их получения с полезными свойствами;
Задавайте вопросы и разрабатывайте линию исследования, основанную на наблюдениях за реальным миром, наряду с предшествующими знаниями и опытом;
Использовать соответствующие методы, оборудование и материалы во время лабораторных работ, обращая внимание на здоровье и безопасность;
Проводить и записывать наблюдения, используя ряд методов для различных исследований; и оценить надежность методов и предложить возможные улучшения;
Представить наблюдения, используя соответствующие методы;
Интерпретировать наблюдения и выявить закономерности, используя эти наблюдения, чтобы делать выводы;
Представлять аргументированные объяснения, в том числе поясняющие данные в отношении прогнозов и гипотез;
Узнайте о концепциях гидратации и о том, как химический состав гидратации может влиять на свойства веществ.
Здоровье и безопасность:
Работать с цементом безопаснее, используя водонепроницаемые защитные перчатки и защитные очки. Щелочность влажного цемента и бетона может вызвать раздражение кожи или даже химические ожоги при длительном воздействии.
Старайтесь держать цементную пыль подальше от учеников, так как она может вызывать раздражение. Хорошо проветриваемое рабочее место – хорошая мера предосторожности. Студенты должны тщательно вымыться, когда они закончат работу с цементом и бетоном.
Технические примечания:
Бетон потеряет лишь часть воды из-за испарения с открытой поверхности.Это можно оценить, поставив стакан с водой рядом с формой для бетона. Уровень воды в чашке отмечен в начале.
Вы можете сравнить потерю воды из бетона с потерей воды из стакана с простой водой, которая также потеряла немного воды из-за испарения. Оба эти количества воды малы по сравнению с исходным количеством воды, добавленной в бетон, которая не испаряется, чтобы сделать затвердевший бетон.
Сравнивая общую массу исходных ингредиентов с массой готового бетона и сравнивая испарение воды, становится ясно, что бетон не высыхает.
Ученикам следует обратить внимание на то, что бетонная смесь может потерять немного больше воды, чем чашка с водой.
Причина в том, что если вы внимательно посмотрите на поверхность бетона через увеличительную линзу, они увидят, что она не гладкая.
Эта более грубая поверхность позволяет воде испаряться быстрее, чем вода в одной только чашке. Опять же, это количество воды ничтожно мало по сравнению с водой, добавленной в бетонную смесь и вступившей в химическую реакцию для образования затвердевшего материала.
Далее:
3 стакана из полистирола;
Вода;
Весы верхней чаши
2 чайные ложки
Небольшой мешочек с растворной смесью;
Небольшой мешок с бетонной смесью.
Дальнейшая работа может быть предпринята в отношении введения добавок в смесь, проверки изменений температуры в смеси и эффекта изготовления бетона при различных температурах, обнаружения любых изменений pH и изучения использования различных форм бетона.


Цементный порошок		Основные ингредиенты бетона: (цемент, смешанный с песком, гравием и водой)		Доля различных ингредиентов в типичной бетонной смеси