Все о бетоне что нужно знать
Содержание
- 1 Что такое бетон? Конкретное определение
- 2 Добавки к бетону
- 3 Типы бетона
- 3.1 Готовая бетонная смесь
- 3.2 Самовыравнивающийся бетон
- 3.3 Железобетон
- 3.4 Предварительно напряженный бетон
- 3.5 Бетон с роликовым уплотнением (RCC)
- 3.6 Высокопроизводительный бетон (HPC)
- 3.7 Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC)
- 3.8 Бетон высокой плотности
- 3.9 Фибробетон
- 3.10 Асфальт
- 3.11 Легкий бетон
- 3.12 Проницаемый бетон
- 3.13 Зеленый бетон
- 3.14 Полимербетон
- 3.15 Самоуплотняющийся бетон
- 3.16 Торкретбетон и торкретит
- 3.17 Сборный железобетон
Бетон — это широко распространенный строительный материал, состоящий из цемента, крупных и мелких заполнителей и воды. Он доступен во многих формах, начиная от сухого премикса, продаваемого в мешках, и заканчивая готовой смесью, доставляемой грузовиком с завода по дозированию. Он может быть сформирован на месте или доставлен в виде сборных балок и аналогичных конструкций, или даже окрашен или разрезан, если у вас есть подходящая пила. Как технический материал, он отличается высокой прочностью на сжатие, низкой прочностью на растяжение и высокой огнестойкостью. Это один из самых экономичных строительных материалов, а бетон подрядчики квалифицированы в процедурах его приготовления и нанесения.
В этой статье мы рассмотрим некоторые основы бетона и кратко обсудим некоторые распространенные формы, в которых он используется.
Что такое бетон? Конкретное определение
Бетон — это строительный материал, доступный в широком диапазоне форм и смесей, который может быть адаптирован для различных целей, от обширной инфраструктуры до экстремальных погодных условий и экранирования. Иногда цемент и бетон упоминаются как взаимозаменяемые, хотя это разные материалы. Вы можете узнать больше об их различиях в нашем руководстве по бетону и цементу.
Из чего сделан бетон? Базовый бетон состоит из трех ингредиентов: цемента (также называемого портландцементом), заполнителей и воды.
- Портландцемент, представляющий собой смесь карбонатов извести (известняка, мела или мергеля) и глины, считается единственным подходящим цементом для железобетона, массового бетона под давлением и бетона, используемого под водой. Существует четыре типа цемента: обычный портландцемент (тип 1), низкотемпературная разновидность (тип 2), форма ранней прочности (тип 3) и низкотемпературная разновидность (тип 4). Иногда для частичной замены цемента для достижения различных эффектов в бетоне используются заменители цемента, к ним относятся SCM (дополнительные цементирующие материалы, которые мы обсудим далее в нашем руководстве по зеленому бетону) и пуццоланы (тонкоизмельченные материалы, которые вступают в реакцию с гидроксидом кальция для укрепления бетона).
- Заполнители, которые обычно включают в себя как песок, так и гравий или камень с соотношением мелкого и крупного материала, определяемым максимальным размером заполнителя. Так называемая расчетная смесь определяет необходимое количество цемента, воды и заполнителя в зависимости от ожидаемых условий, в которых будет находиться бетон (например, воздействие замерзания, морской воды и т.д.) и предполагаемого применения (например, бордюр или плиты).
- Вода необходима для создания химической реакции, которая затвердевает бетон. Однако это оказывает пагубное влияние на прочность, которую в конечном итоге приобретает бетон. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньше воды, не оказывая негативного влияния на обрабатываемость смеси.
Прочность бетона определяется качеством цемента, прочностью и распределением используемых заполнителей, а также количеством воды в смеси. Методы отверждения также играют фундаментальную роль в повышении прочности бетона.
Обрабатываемость бетона обычно определяется с помощью теста на осадку, в котором используется коническая форма диаметром 8 дюймов. у основания диаметром 4 дюйма. в верхней части на 12 дюймов. высокий, который заполняется бетоном, а затем удаляется. Осадка измеряет расстояние, на которое бетон оседает от своей первоначальной ограниченной высоты. Допустимые диапазоны варьируются в зависимости от области применения; для грунтовых плит допустимым считается 1-4 дюйма. Спад более 7 дюймов. обычно в результате получается бетон низкой прочности. ACI предоставляет табличные данные для водоцементные соотношения для различных конструкций в различных средах в дополнение к таблицам количества материала по весу для различных размеров заполнителя.
Бетон укладывается в формы, часто изготовленные из необработанного бруса, фанеры или стали, а также из других доступных материалов. Обычно он укладывается с помощью лотков или тележек, но может перекачиваться или доставляться по трубе. После того, как бетон попадает в формы, его вибрируют или обрабатывают вручную, чтобы обеспечить равномерное осаждение в формах и вокруг любой арматуры. Отделка плит, тротуаров и т.д. выполняется с помощью различных ручных или механических затирок. Некоторые виды бетона шлифуются. Отверждение бетона, которое включает в себя поддержание его во влажном состоянии в течение примерно семи дней и при температуре выше 50 ° F не менее трех, обычно занимает около месяца, чтобы материал достиг полной прочности. Образцы могут быть взяты во время укладки и проверены после отверждения, чтобы убедиться в прочности установленного бетона. Доступны рекомендации по времени удаления опалубки.
Добавки к бетону
Добавки добавляются в бетон (или цемент) для улучшения определенных свойств. Существует широкий спектр типов добавок, включая как химические, так и минеральные разновидности. Наиболее важными из них являются воздухововлекающие вещества, которые создают небольшие пузырьки в смеси и значительно улучшают способность бетона выдерживать циклы замораживания / оттаивания и противогололедные вещества. Ускорители, такие как хлорид кальция, ускоряют отверждение и, следовательно, повышают прочность. Замедлители оказывают противоположное действие и применяются в жаркую погоду. Другие добавки включают те, которые уменьшают усадку или кровотечение, а также те, которые улучшают водостойкость, коррозионную или химическую стойкость. Полимеры иногда добавляют в портландцементные смеси для получения бетонов, обладающих высокими адгезионными характеристиками и низкой проницаемостью.
Типы бетона
В машиностроении термин “бетон” имеет несколько более широкое определение, которое включает любой минеральный заполнитель, смешанный со связующим. Например, асфальтобетон или битумный бетон — это просто инженерное название того, что непрофессионалы называют асфальтом. Здесь мы рассмотрим некоторые из самых основных типов: от асфальта до готовой смеси и проницаемого бетона.
Готовая бетонная смесь
Готовый бетон — это стандартный бетон, который частично перемешивается перед его доставкой на рабочую площадку. Это достигается путем его смешивания на бетонном заводе и транспортировки с помощью автобетоносмесителей с вращающимися барабанами. Когда на рабочих площадках нет места для замешивания бетона, или если требуется только небольшое или прерывистое количество бетона, это лучший выбор. Как правило, готовая бетонная смесь повторно перемешивается на рабочем месте с добавлением воды и любых необходимых добавок, чтобы конечный продукт имел нужную осадку и свойства. Однако, поскольку он уже был смешан один раз, этот тип бетона схватывается быстрее, если не добавлять замедляющие добавки.
Самовыравнивающийся бетон
Самовыравнивающийся бетон на самом деле не является бетоном; это цементирующий материал, в котором используются полимеры. Этот материал прост в использовании, но он слабее обычного бетона, поэтому его нельзя использовать на открытом воздухе или для поддержки тяжелой техники. Он также не очень хорошо справляется с агрессивными химическими веществами. Самовыравнивающийся бетон лучше всего подходит для горизонтальных поверхностей внутри помещений — его можно использовать для настила пола или подстилающего слоя пола.
Железобетон
Стандартный бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но низкой прочностью на растяжение — всего около 8% от прочности на сжатие. Для выдерживания растягивающих нагрузок, характерных для горизонтальных балок, перекрытий и колонн, в качестве несущего механизма используется сталь. Добавление арматуры и сетки в формы перед укладкой бетона позволяет бетону и стали стать монолитными, что значительно повышает прочность в зонах растяжения.
Предварительно напряженный бетон
Другой метод армирования, предварительное напряжение, использует сталь для приложения сжимающей нагрузки к бетону до или после заливки бетона. Сталь обеспечивает постоянное сжатие бетона, поэтому любые растягивающие нагрузки только уменьшают силы сжатия, не позволяя материалу достичь напряженного состояния.
Предварительно напряженный бетон с предварительным натяжением укладывается вокруг высокопрочных стальных нитей, натянутых между анкерами. После того, как бетон застынет, анкеры освобождаются, и натяжение в нитях ослабевает, придавая бетону сжатие. Предварительно напряженный бетон, который подвергается последующему натяжению, пропускает пряди через трубки, предварительно помещенные в бетон. Нити натягиваются после схватывания бетона, снова приводя бетон в состояние постоянного сжатия. Трубы обычно заполняются раствором. Последующее натяжение может быть применено на заводе или на месте. Также рекомендуем вам обратить внимание на следующее выгодное предложение — дом из сип панелей в крыму под ключ цена.
Бетон с роликовым уплотнением (RCC)
Бетон, уплотненный роликами, служит заменителем асфальта: он долговечен, дешев, быстро укладывается и не требует особого ухода. Как следует из названия, RCC наносится слоями толщиной до 10 дюймов, а затем уплотняется с помощью асфальтоукладочных катков. RCC намного суше, чем стандартный бетон, поэтому он достаточно толстый, чтобы не нуждаться в соединениях, формах или армирующих материалах. Однако для его отверждения после укладки требуется вода или гидрозатвор, нанесенный поверх него, чтобы задержать воду внутри. RCC обычно используется в качестве промышленного или сверхпрочного покрытия, в том числе для портов, военных районов и дорог. RCC также покрывается слоем асфальта в приложениях, которые будут работать с высокоскоростным движением или нуждаются в выравнивании.
Высокопроизводительный бетон (HPC)
Категория бетона с высокими эксплуатационными характеристиками охватывает ряд материалов, которые превосходят стандартные характеристики бетона одним или несколькими способами, обычно за счет специальных ингредиентов, смешивания, укладки и отверждения. В этом типе бетона также используются пластификаторы, чтобы сделать его более пригодным для обработки. Американский институт бетона определяет HPC как бетон с прочностью на сжатие 8000 фунтов на квадратный дюйм (55 МПа) или более (стандартный бетон имеет 3000-5000 фунтов на квадратный дюйм). Федеральное управление автомобильных дорог предъявляет к нему требования по прочности при замерзании и оттаивании, эластичности и прочности на сжатие, проникновению хлоридов, а также стойкости к образованию накипи, истиранию и усадке. Как правило, HPC используется в таких сооружениях, как туннели, мосты и высотные здания.
Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC)
UHPC, также известный как реактивный порошковый бетон (RPC), использует встроенные волокна из высокоуглеродистой стали, стекла, ПВА или углерода для повышения его прочности в большей степени, чем у высокопроизводительного бетона. Этот тип бетона имеет прочность на сжатие в диапазоне от 17 000 до 35 000 фунтов на квадратный дюйм. UHPC имеет 100-летний срок службы, стойкость к истиранию в два раза выше, чем у стандартного бетона, и самоуплотняется с низкой проницаемостью, что делает его устойчивым к хлоридам. UHPC также обладает свойствами пластичности и растяжения, что делает его полезным для таких применений, как железнодорожные станции и мосты.
Бетон высокой плотности
Бетон высокой плотности используется в таких областях применения, как защита от радиации, балласт и противовесы, а также волнорезы. При весе 190-260 фунтов на кубический фут или более (стандартный бетон составляет 150 фунтов), HD concrete получает свою плотность за счет своих заполнителей, включая магнетит, ильменит, барит и гематит. Для получения самого тяжелого бетона высокой плотности используются заполнители, такие как железная крошка и феррофосфор. Обращение с этим бетоном требует особой осторожности, чтобы не допустить разделения заполнителя или разрушения оборудования. Хотя для этого могут потребоваться водорастворимые добавки, пользователям следует избегать добавления воздухововлекающих добавок, поскольку они снижают плотность бетона.
Фибробетон
Фибробетон включает в свою структуру стеклянные, стальные, натуральные или синтетические волокна для борьбы с растрескиванием. Обычно используемые для защиты железобетона от растрескивания, волокна помогают сделать бетон более устойчивым к растяжению. Это защищает сталь от воздействия влаги через трещины и, в конечном счете, от коррозии, которая затем разрушает целостность бетона. Фибробетон также может уменьшить усадку. Однако он не так удобен в работе, как стандартный бетон, и важно обеспечить равномерное распределение волокон во время смешивания, чтобы избежать их комкования.
Асфальт
Не весь асфальт является бетоном, поскольку не во всех из них используется заполнитель. Тем не менее, бетонный асфальт использует те же заполнители, что и стандартный асфальт, а также связующее, хотя в качестве связующего обычно используется битум, а не портландцемент. Бетонный асфальт обычно используется в более прохладном климате для дорог, парковок, плотин, водохранилищ и каналов. Он более прочный на морозе, чем стандартный бетон, и более солеустойчив. Однако в жару, характерную для более теплого климата, он может размягчиться и стать маслянистым. Хотя асфальт требует более тщательного профилактического ухода, чем стандартный бетон, он дешевле и может быть установлен быстрее.
Легкий бетон
Различные методы используются для уменьшения веса бетона для получения LWC или легкого бетона, который может весить всего 95 фунтов на кубический фут. Этот материал используется для придания огнестойкости, перегородки стен и т.д. Иногда используются более легкие заполнители, а также способы, при которых в материале образуются пустоты, в результате чего образуется ячеистая форма. Такие материалы иногда используются из-за их изоляционных свойств.
Проницаемый бетон
Проницаемый бетон также имеет пустоты, которые составляют 15-25% бетона.Однако для создания своей структуры эта разновидность бетона использует мало песка или вообще не использует его, и его основная цель — выполнять роль дорожного покрытия, которое пропускает через себя воду, предотвращая стекание во время дождя. Поскольку проницаемый бетон пропускает через себя 3-5 галлонов в минуту на квадратный фут, бактерии в его пустотах расщепляют загрязняющие вещества. Проницаемость бетона также способствует пополнению уровня грунтовых вод. Другие материалы вызывают сток, который загрязняется тяжелыми металлами от автомобильных тормозов и углеводородами от автомобильных утечек и асфальта. Благодаря своей открытой структуре проницаемый бетон также помогает отводить тепло, поскольку пропускает более низкие температуры грунта и не поглощает тепло, как это делают более плотные материалы.
Зеленый бетон
Зеленый бетон производится путем замены определенных ингредиентов в бетоне, включая цемент, заполнитель или песок, на более экологичные продукты, включая промышленные отходы и переработанные продукты, такие как летучая зола или переработанный бетонный заполнитель (RCA). Некоторые замены придают бетону дополнительные прочностные свойства, которые позволяют ему перекрывать типы бетона HPC. Мы более подробно рассмотрим типы и замены, из которых состоит этот тип бетона, в нашем руководстве по зеленому бетону.
Полимербетон
Полимербетон использует органические полимеры, такие как акрил, виниловый эфир или стандартная эпоксидная смола, для связывания заполнителей вместо портландцемента. Свойства получаемого бетона зависят от используемого полимера. Фурановая смола делает бетон устойчивым к высоким температурам, а акрил делает его устойчивым к атмосферным воздействиям. Полимербетон используется в промышленных или электротехнических помещениях, где необходим долговечный или химически стойкий бетон. Однако важно тщательно и точно перемешать его, а химические вещества, необходимые для затвердевания связующего, требуют СИЗ.
Самоуплотняющийся бетон
Самоуплотняющийся бетон обладает хорошими свойствами текучести при заливке, что позволяет использовать его в сложных конструкциях, с большим количеством арматуры и для архитектурных объектов. Поскольку он очень легко заливается, он самовыравнивается и не требует регулирования вибрации. Он также помогает снизить уровень шума и обладает хорошими упрочняющими свойствами, что позволяет использовать его в фундаментах.
Торкретбетон и торкретит
Этот метод нанесения бетона использует пневматические системы для распыления влажного или сухого бетона на вертикальные и верхние поверхности, которые часто предварительно оснащены формами из армирующей проволоки. Этот метод популярен при строительстве бассейнов, но также имеет промышленное применение, включая облицовку туннелей, строительство изогнутых стен, стабилизацию склонов и т.д. Термины обычно считаются синонимами, хотя gunite несколько ограничен сухим процессом, который позволяет аппликатору контролировать количество подаваемой воды и, следовательно, прочность бетона.
Сборный железобетон
Многие архитектурные и конструктивные формы доступны в виде сборных изделий. Также доступны CMU (бетонные блоки для кладки). Можно приобрести даже сборные железобетонные конструкции на заказ, включая бетонные балки.
Бетонные балки обычно имеют одну из трех форм: коробчатые балки, перевернутые Т-образные балки и Г-образные балки. Типичные диапазоны размеров для таких конструктивных элементов составляют 16-40 дюймов в глубину и 12-24 дюйма в ширину. Как правило, применяется соотношение пролета к глубине от 10: 1 до 20:1. Некоторые балки изготавливаются в виде перевернутых двойных балок. Балки могут быть предварительно напряжены, усилены стержнем или сеткой или изготовлены с использованием комбинации методов армирования. Сборные колонны, полы, крыши и т.д. легко доступны и широко используются. Сборный пустотелый каркас в некоторых районах для многоквартирных домов стали популярны плиты перекрытия, а также широко используются сборные железобетонные кирпичи.