8-3842-33-85-00 - магазин жидких обоев

г. Кемерово, Рынок "Привоз" бокс №1

Пропорции щебня песка цемента в бетоне: Соотношение в бетоне цемента, песка, щебня: расчет, изготовление своими руками

Содержание

Соотношение в бетоне цемента, песка, щебня: расчет, изготовление своими руками

Бетон представляет собой универсальный строительный раствор с широкой сферой применения: от заливки фундамента до тротуарной плитки. Вяжущим компонентом (самым дорогим) в нем является цемент, для увеличения прочности и объема в смесь вводятся щебень или гравий, а для равномерного заполнения пустот — мелкофракционный песок.

Оглавление:

  1. Расчет соотношения ингредиентов
  2. Советы специалистов

В некоторых случаях используются специальные присадки и добавки-пластификаторы: армирующие, гидроизоляционные или противоморозные, но их процентная доля в общей массе весьма незначительна. От выбранных пропорций приготовления бетона напрямую зависят его свойства и эксплуатационные характеристики: прочность, сопротивление нагрузкам и деформациям, водонепроницаемость. Также многое связано с чистотой и качеством компонентов, для получения раствора определенной марки необходимо подбирать соответствующие стройматериалы.

Пропорции бетона

При проведении расчета соотношения используемых ингредиентов, за единицу измерения принимается количество цемента. Пропорции исчисляются весом или объемом, чаще всего под одной частью подразумевается 10 кг или 1 ведро стройматериалов. На практике это означает, что если рекомендуемое нормами соотношение составляет 1:2:4, то для 10 кг цемента потребуется 20 песка и 40 щебня или гравия. Вода, как правило, не указывается, подразумевается, что ее расход стандартный (1:0,5), то есть для упомянутого примера нужно развести сухие компоненты пятью литрами. Многое зависит от марки связующего, для приготовления раствора с высокими прочностными характеристиками обычно применяется портландцемент М400 или М500. Соотношение компонентов определяется СНиП 5.01.23-83, в частности:

Марка бетонаПропорции, Ц:П:Щ, кгИтоговое количество бетона, получаемое из 10 л цемента, лСоотношение песка и щебня на 10 л цемента, л

Для М400

1001:4,6:7,07841:61
1501:3,5:5,76432:50
2001:2,8:4,85425:42
2501:2,1:3,94319:34
3001:1,9:3,74117:32
4001:1,2:2,73111:24
4501:1,1:2,52910:22

Для М500

1001:5,8:8,19053:71
1501:4,5:6,67340:58
2001:3,5:5,66232:49
2501:2,6:4,55024:39
3001:2,4:4,34722:37
4001:1,6:3,23614:28
4501:1,4:2,93212:25

Рекомендуемое и чаще всего используемое соотношение в бетоне цемента, песка и щебня — 1:3:6, вода добавляется в зависимости от требуемой пластичности (но не более 1 части). Многое зависит от качества приобретенного сырья, отдельно учитываются такие факторы, как: способ замеса (ручной или с помощью бетономешалки), рыхлость и влажность песка, лещадность и прочность щебня и другие характеристики. Рекомендуется провести представительный расчет параметров заполнителя и определиться с методом отмеривания ингредиентов. Взвешивать стройматериалы неудобно, к тому же одно ведро или часть песка имеют разный вес, в зависимости от рыхлости и влажности.

Поэтому отмер проводится для просушенных компонентов, с раздробленного камня или гравия вода стекает быстро. Существует способ для определения нужного соотношения и величины порций: в одно ведро поочередно (без трамбовки) засыпаются цемент, песок и щебень. Масса или объем вводимых модифицирующих добавок обычно игнорируется: на 10 л бетона приходится не более 50 г клея ПВА или других пластификаторов. После взвешивания ведра (или любой подходящей емкости) легко перевести нормативные пропорции цемента и песка в число отмеряемых частей. Таким образом определяется рыхлость наполнителей и снижается влияние величины влажности.

Общие рекомендации

Существуют определенные требования при подготовке компонентов, в частности:

1. Песок используется мытый, без глины и посторонних примесей, желательно однородный (с разбегом фракций до 1–2 мм). Большие объемы просеивать трудно, но любые крупные органические элементы (корни или щепки) сгнивают и ухудшают прочность бетона, поэтому их следует убрать.

2. Не рекомендуется покупать в качестве наполнителя речную гальку. Оптимальную прочность раствору дает шероховатый щебень из размолотых твердых пород с квадратными фракциями.

3. Для приготовления нужен сухой и сыпучий цемент с высоким содержанием силикатов кальция (не ниже 78 %). Для долговечных конструкций из бетона следует купить портландцемент не ниже М400, причем лучше сделать это не раньше, чем за две недели до начала работ (иначе он отсыреет).

При замесе большого объема раствора требуется бетономешалка, в данном случае составляющие засыпаются в воду (а не перемешиваются между собой). Для получения бетона хорошего качества целесообразно использовать наполнитель разных фракций. Большое количество пустот увеличивает расход самого дорогого компонента — цемента, а это недопустимо.

Пропорции цемента и песка для фундамента: технология

Правильно замешанный бетон для фундамента – залог надежности строительной конструкции. Бетон состоит из трех основных компонентов:

  • Цемент;
  • Песок;
  • Наполнитель.

Рецепт приготовления бетона зависит от целей его использования. Пропорции цемента и песка для фундамента следующие:

  • 1 часть цемента;
  • 3 части песка;
  • 5 частей щебня.

Существуют различные марки цемента. Для заливки фундамента применяется цемент, чья марка не ниже М-300. Точнее определить марку цемента можно по такой формуле: нужно рассчитать килограммы на 1 квадратный сантиметр фундамента и умножить на 2. Кладочный раствор обладает соотношением 1 часть цемента к 4 частям песка. Дополнительно можно добавить пластификаторы, которые улучшают свойство бетона.

Самым простым видом бетона является смесь цемента с песком. Его используют в качестве подложки под фундамент. Такой бетон прекрасно подходит для защиты фундамента от проседания и гидроизоляции.

В состав более прочных видов бетона входит щебень. Чем чище компоненты, входящие в состав смеси, тем его выше качество. Перед определением пропорций каждого компонента необходимо подробнее рассмотреть его свойства.

Вернуться к содержанию

Цемент

Высоким качеством обладает портландцемент, содержащий до 80% силикатов кальция. Этот вид цемента лучше использовать при низких температурах. Но необходимо учитывать, что с бетоном нельзя работать при температуре меньше 16 градусов.

Если заливка осуществляется в жаркий летний сезон, то лучше воспользоваться шпакопорландцементом.

Для строительства жилого дома лучше подходит цемент, в составе которого содержится не более 20% примесей. Такая смесь выходит под марками М500-Д0 или М500-Д20.

Бетон должен быть сухим и рассыпчатым. Покупать бетон лучше непосредственно за несколько дней до начала строительных работ, чтобы вещество было свежим и не залежавшимся.

Вернуться к содержанию

Песок

Лучше использовать песок с фракцией от 1,5 до 5 мм величиной не более 1-2 мм. Песок должен быть чистым, без органических или иных примесей. Песок или щебень предварительно пропустить через сито для очистки от частиц мусора и других предметов.

Для строительства рекомендуется брать речной песок. Он имеет правильный размер гранул и не имеет илистых включений.

Вернуться к содержанию

Щебень и гравий

Хорошими считаются щебень и гравий, добытые из горных пород. Морская или речная галька не подходят, потому что плохо сцепляется с раствором.

Лучше брать чистый наполнитель, без примеси мусора и других инородных тел. Смешивание крупного гравия со средним увеличит связывающие свойства раствора.

Вернуться к содержанию

Соотношение компонентов

Подбор правильных пропорций цемента и песка для фундамента – важная составляющая возведения нового строения. Для фундамента необходим прочный бетон с крупным щебнем или галькой, чьи гранулы имеют размер от 20 до 35 мм. Раствор должен быть текучим, не содержать пузырьки воздуха и легко утрамбовываться. Необходимо взять достаточное количество компонентов для заливки основания.

Перед заливкой раствора необходимо сделать подложку под основание из самого простого и грубого бетона. В состав такого бетона, помимо цемента, может входить только крупнозернистый песок. Для такой смеси консистенция бетона должна быть нежидкой, а густой, напоминающей мокрый грунт.

Фракция заполнителя должна быть средней по величине, благодаря чему раствор будет с легкостью распределяться по поверхности. Мелкая и средняя фракция формируют мелкие детали, крыльцо.

Пропорции песка и цемента при заливке фундамента следующие: если считать по 10 килограмм, то цемент – 10 кг, песок – 30 кг, гравий или щебень – 40-50 кг.

Вернуться к содержанию

Как выбрать марку бетона

Прочность бетона измеряется в процентах и проставляется рядом с величиной М на марке бетона. Эти цифры свидетельствуют о количестве килограммов, которое может выдержать один квадратный сантиметр твердого бетона. В зависимости от показателей этого коэффициента решается, какая пропорция цемента с песком для фундамента лучше подойдет.

Марку бетона выбирают в зависимости от следующих факторов:

  • Вид подземной конструкции, наличие цоколя и подвала;
  • Нагрузка на будущий фундамент;
  • Геологические свойства строительного участка.

В зависимости от будущего веса постройки рекомендуется выбирать следующие марки раствора:

  • М200 подходит для сборно-щитовых конструкций;
  • М250 используется для возведения брусовых или бревенчатых бань без мансардного этажа;
  • М300 используется для построек из пенобетонных и керамзитных блоков;
  • М400 является самым крепким видом бетона, который используют для строительства двухэтажных зданий.

Чем больше килограмм способен выдержать затвердевший бетон, тем выше его цена. Чем прочнее раствор, тем больше его плотность и выше гидроизолирующие свойства

.

В зависимости от геологических характеристик строительного участка подбирают следующие марки раствора:

  • М150 подойдет, если основание опирается на скальный грунт;
  • М200 используется, если грунт преимущественно песочный, а грунтовые воды не достигают уровня промерзания грунта зимой;
  • М250-300 при возведении на песочном или щебенистом грунте с высоким уровнем грунтовой воды;
  • М350 применяется для возведения зданий на пучинистых, зыбких грунтах.

Вернуться к содержанию

Плитное основание

Если длина и ширина плиты составляет 10 метров, а высота 25 см, то для заливки понадобится 25 кубов бетона.

При укладывании бетона на плитный фундамент его нужно трамбовать через каждые полметра. Заливать смесь необходимо сразу по всей площади.

После заливки выравнивать лучше с меньшей стороны, двигаясь по зигзагу. Для выравнивания можно воспользоваться широкой доской, не забывая прокалывать смесь в некоторых местах. Бетон для столбчатого фундамента готовится и заливается аналогичным образом.

Вернуться к содержанию

Свайно-набивное основание

Формула расчета объемов бетона для цилиндрических свайных столбов рассчитывается следующим образом: высота сваи умножается на квадратный радиус и число Пи.

После заливки фундамент нужно накрыть защитной пленкой. В жаркую погоду его лучше поливать водой, чтобы избежать неровностей и трещин.

Не нашли ответов в статье? Больше информации по теме:

Пропорции бетона для фундамента: цемента песка и щебня

В самом начале строительства требуется замешать бетон для фундамента. Пропорции цемент/песок/щебень, а также количество воды в растворе определяют прочность материала.

Пропорции измеряются вёдрами, а не лопатой, потому что сухой цемент, в отличие от песка и щебня, имеет меньший видимый объём и будет лежать на лопате плоско.

Бетон

Отличие цемента от бетона

Часто эти понятия используют как синонимы, а на самом деле цемент ‒ это лишь компонент бетона. Для понимания процессов, которые происходят при заливке фундамента, важно знать разницу. Сухой цемент ‒ это мелкая гипсовая пудра, которая является основой для готового раствора. При добавлении воды она превращается в клей, который соединяет песок и щебень в определённой пропорции, обеспечивая крепость бетона.

Также есть популярное заблуждение о том, что бетон затвердевает, или, как принято говорить ‒ схватывается, при испарении воды (то есть, засыхает).

На самом деле прочность фундамента и других конструкций формируется в результате гидратации ‒ химического взаимодействия цемента с водой. Именно поэтому влажность и температура воздуха в первые несколько дней после заливки фундамента критически важны.

 

Материалы

Обычно нужные для работы материалы заказывают по отдельности и на вес. Высчитав их соотношение для бетона желаемой консистенции, нужно брать ингредиенты с подходящими свойствами:

  • чистый, мелкий (10‒20 мм) щебень из твёрдых пород камня без солей и глины;
  • составной песок из гнейса, вулканической пыли, известняка или толчёного гранита;
  • воду без минеральных примесей (обычно это нейтральная вода, достаточно чистая и пресная для питья).

Можно использовать очищенный, промытый речной песок без примеси глины, который содержит частицы породы диаметром до 5 мм. Иногда в цемент добавляют известь для накопления влаги и защиты раствора от преждевременного пересыхания и усадки.

Обратите внимание, что в продаже имеется быстрозатвердевающий цемент, который подходит для определённых видов строительных работ, но не для фундамента. Также не стоит покупать больше цемента, чем требуют пропорции раствора, потому что остатки плохо хранятся даже в сухом виде.

 

Пропорции

Для изготовления одного кубического метра расходуется примерно 2,2 тонны бетона (готового раствора с водой). Соотношение песка и щебня берётся в зависимости от того, какая нагрузка будет на опорную поверхность и стены.

Марка бетона

М100М200М250М300

 

Марка цемента может отличаться. Например, для ленточного армированного фундамента дома нужна марка М350‒400. Сильная нагрузка предполагается на пол в гараже; а вот для сарая, погреба или беседки можно использовать марку цемента подешевле.

Приготовление бетона

 

Экономный бетон

Соотношение материалов для дорожки, основания лёгкого навеса:

  • 1 часть цемента;
  • 2 части песка;
  • 4 части щебня.

Крепкий бетон

Смесь для повышенной нагрузки, например, для основания гаража, стен колодца:

  • 1 часть цемента;
  • 2 части песка;
  • 3 части щебня.

Усиленный бетон

Пропорции для толстых колонн, несущих стен с большой нагрузкой, в том числе для железобетонных фундаментов, монолитных плит:

  • 1 часть цемента;
  • 1,5 части песка;
  • 3 части щебня.

Можно использовать специальный строительный калькулятор, чтобы рассчитать количество раствора для имеющегося объёма работ (такой калькулятор есть в виде небольшой программки или на сайтах, посвящённых строительству).

 

Смешивание

Соотношение в смеси даётся частями. Как уже говорилось, материалы отмеряют вёдрами и засыпают в миксер лопатой.

Правило безопасности: лопата может быть затянута при вращении бочки миксера. Во время работы следует размещать руки на черенке так, чтобы лопату можно было легко отпустить, иначе может случиться вывих.

Сколько брать воды

Насущный вопрос, ведь «на глазок» до нужной консистенции воду умеют добавлять только опытные строители, а всем остальным людям для большей ясности нужны литры и килограммы.

Раствор бетона

 

Итак, представим себе мир без влажности, где все ингредиенты идеально сухие. В таком мире соотношение цемента и воды будет равно 0,55. Другими словами, на каждые 10 кг сухой смеси потребуется добавить 5,5 л воды.

Но так бывает лишь в абсолютно сухом воздухе. А в реальности предполагается, что компоненты смеси впитали определённое количество влаги из атмосферы, поэтому 5,5 л ‒ это абсолютный максимум, который можно добавить на 10 кг цемента. Гораздо вероятнее, что вам потребуется меньше воды.

 

Рекомендуемый порядок засыпания ингредиентов в миксер

  1. Половина или 2/3 воды.
  2. Щебень.
  3. Песок.
  4. Цемент.
  5. Перемешивая, нужно постепенно добавлять остатки воды до получения желаемой консистенции.
  6. После этого рекомендуется смешивать ещё как минимум пару минут и в конце добавить оставшуюся воду (не превышая пропорции).

Работать рекомендуется быстро, в течении 10‒15 минут, чтобы бетон не начал засыхать. После извлечения готового материала нужно немедленно добавить в бочку воды, тщательно её очистить и перевернуть вниз.

 

Текучесть

Хороший раствор практически не растекается на лопате, при этом не сбит комьями. Определить, готов ли бетон, можно при помощи теста с металлическим конусом. Для этого вам понадобится, собственно, конус ‒ стальная форма 30 см в высоту, с верхним отверстием 10 см и нижним ‒ 20 см в диаметре. Также нужна стальная планка для уплотнения проверки текучести.

  1. Поставьте конус широким отверстием книзу.
  2. Начинайте заливать бетон через верхнее, узкое отверстие, утрамбовывая его планкой, чтобы не оставалось воздуха и пустот.
  3. Работать следует быстро, пока раствор жидкий.
  4. Как только конус заполнен, снимите его.
  5. Положите горизонтальную планку сверху на раствор.
  6. Если проседание не больше 5 см, текучесть бетона в порядке и количество воды в норме.

Соотношение песка и цемента для раствора и штукатурки

Ни одна стройка либо ремонт не обходятся без качественных строительных смесей. Для закладки фундамента, а так же штукатурки стен используют цементные растворы на основе песка цемента воды и дополнительных компонентов, таких как гравий либо щебень. При этом только с правильным соотношением песка и цемента можно получить необходимую прочность или эластичность раствора.

Соотношение песка и цемента для раствора

Марка раствора

Марка цемента

100

75

50

25

600

1:4,5

1:6

500

1:4

1:5

400

1:3

1:4

1:6

300

1:2,5

1:3

1:4,5

200

1:2,5

1:3

1:6

В зависимости от желаемого результата, а так же целей использования цементного раствора можно рассчитать пропорции или соотношения всех необходимых компонентов. Самая известная и чаще всего используемая цементная смесь изготавливается с пропорциями 1:3, где 1 это цемент, а 3- песок.Если в раствор добавить больше песка он станет более крепким, но не эластичным. Таким образом, его будет трудно наносить на поверхность и при малейшем механическом воздействии он отпадет. Помимо пропорций состава на качество раствора может повлиять и марка применяемого цемента.

Для отдельных строительных работ мастера используют цементные смеси с разной маркой. Если для состава М-100 берется цемент М 400, соотношение компонентов будет равно 1:4. То есть марка полученного цемента напрямую зависит от правильного соотношения строительных компонентов.

Помимо растворов, строительные материалы так же имеют маркировку. К примеру, М-100 может применяться для постройки стен из кирпича М-100, а для лицевой кладки кирпича М-350 используют раствор М-115. Дополнительно для большей вязкости строители применяют пластификаторы.

Соотношение песка щебня и цемента для бетона

Соотношение цемента М-400 (Ц), песка (П) и щебня (Щ) для бетона:

Марка бетона

Массовый состав, кг
Ц : П : Щ

Объемный состав на 10 л цемента, л
П : Щ

Количество бетона из 10 л цемента, л

100

1 : 4,6 : 7,0

41 : 61

78

150

1 : 3,5 : 5,7

32 : 50

64

200

1 : 2,8 : 4,8

25 : 42

54

250

1 : 2,1 : 3,9

19 : 34

43

300

1 : 1,9 : 3,7

17 : 32

41

400

1 : 1,2 : 2,7

11 : 24

31

450

1 : 1,1 : 2,5

10 : 22

29

Соотношение цемента М-500 (Ц), песка (П) и щебня (Щ) для бетона:

Марка бетона

Массовый состав, кг
Ц:П:Щ

Объемный состав на 10 л цемента, л
П:Щ

Количество бетона из 10 л цемента, л

100

1 : 5,8 : 8,1

53 : 71

90

150

1 : 4,5 : 6,6

40 : 58

73

200

1 : 3,5 : 5,6

32 : 49

62

250

1 : 2,6 : 4,5

24 : 39

50

300

1 : 2,4 : 4,3

22 : 37

47

400

1 : 1,6 : 3,2

14 : 28

36

450

1 : 1,4 : 2,9

12 : 25

32

Для того чтоб получить идеально подходящий раствор бетона следует знать все нюансы его изготовления. Самым главным моментом считается расчет соотношения всех компонентов (вода, песок, цемент и щебень). Песок, гравий или др. твердые вещества считаются наполнителями бетона.

Перед тем как замешивать бетонный состав следует определиться с маркой цемента, а так же с желаемым результатом. Существует специальная таблица определяющая соотношение марок раствора и маркировок цемента.

Учитывая, в какой работе будет использован бетон, можно подсчитать пропорции для его замешивания. На сегодняшний день каждый мастер изготавливает раствор по своей технологии, так как добавление разных компонентов существенно меняет его состав. Но по стандартам, пропорции бетона составляют 1:2:4:1/2, где 1часть — это цемент, 2 части – песок, 4- щебень и 1,2 часть – воды.

Если для раствора используются специальные добавки, увеличивающие прочность, быстроту засыхания, морозостойкость либо пластичность, то соотношение пропорций может полностью поменяться. В таких случаях необходимо читать инструкцию по применению этих веществ.

Соотношение цемента и песка для фундамента

Марка портландцемента

Проектная марка бетона

Массовый состав сухой бетонной смеси,
Цемент/Песок/Щебень

Средний объемный состав сухой бетонной смеси,
Цемент/Песок/Щебень

Объем бетона, получаемый из 10 л цемента

400

100

1 / 4,6 / 7,0

10 / 41 / 61

78

500

1 / 5,8 / 8,1

10 / 53 / 71

90

400

150

1 / 3,5 / 5,7

10 / 32 / 50

64

500

1 / 4,5 / 6,6

10 / 40 / 58

73

400

200

1 / 2,8 / 4,8

10 / 25 / 42

54

500

1 / 3,5 / 5,6

10 / 32 / 49

62

400

250

1 / 2,1 / 3,9

10 / 19 / 34

43

500

1 / 2,6 / 4,5

10 / 24 / 39

50

400

300

1 / 1,9 / 3,7

10 / 17 / 32

41

500

1 / 2,4 / 4,3

10 / 22 / 37

47

400

400

1 / 1,2 / 2,7

10 / 11 / 24

31

500

1 / 1,6 / 3,2

10 / 14 / 28

36

Во время постройки самой главной части дома – фундамента, бетонный раствор замешивается согласно выработанному стандарту 1:3:5. Такое соотношение цемента (1), песка (3) и щебня (5) используется на любой стройке. Но для того чтоб получить необходимую прочность применяется цемент с разными марками. Для фундамента цемент выбирается с маркой не ниже м-300. Для точного определения следует подсчитать приблизительную нагрузку в кг на 1см2 фундамента и умножить на 2. Полученная цифра и будет определять марку цемента. Кладочный раствор, изготавливаемый из песка и цемента, имеет стандартное соотношение 1:4 (цемент: песок)

Соотношение песка и цемента для штукатурки

Обработка стен штукатуркой является незаменим процессом при постройки кирпичного дома. Для такого состава используют цемент с песком, при этом существует раствор с добавлением извести. В обычном растворе соблюдают пропорции 1:5 (цемент: песок). Воду добавляют в зависимости от желаемого результата. Штукатурка, которая изготавливается с известью, имеет большие преимущества, так как сохраняет тепло стен, не позволяя цементу впитывать влагу. Но если говорить о минусах, то известь быстро высушивает бетон. Чтоб этого избежать после проделанных работ стену накрывают полиэтиленом, сохраняя влагу бетону. Изготавливается раствор с таким же соотношением песка и цемента, что и первый только перед этим в воде разводят известь.

Видео приготовления цементного раствора М300

Пропорции компонентов для фундамента — Всё про бетон

Любое масштабное строительство не обходится без бетонных работ и этот неудивительно. От качества проведения этих работ зависит многое. Если говорить о заливке фундамента, то это очень серьезный вопрос. Если фундамент был залит неправильно, то прочность всего дома будет под угрозой, а долговечность будет намного ниже.

А качество заливки напрямую зависит от того был ли правильно приготовлен раствор и были ли соблюдены все необходимые пропорции. Поэтому наша статья посвящена этому немаловажному вопросу о пропорции песка, цемента и наполнителей для фундамента дома.

Общие сведения

В состав раствора, который используют для заливки фундамента входят такие компоненты:

  • цемент;
  • песок;
  • гравий или другие виды щебня в качестве наполнителя;
  • вода;
  • различные добавки, такие как пластификаторы и тому подобное.

Пропорции цемента, песка и других составляющих бетонного раствора для заливки фундамента зависят от типа материала, который вы используете, и его свойств. Поэтому дальше мы коротко мы разберем как выбрать качественный цемент и каким должен быть песок и гравий.

Выбираем качественный цемент

Качественный цемент — это залог долговечности и прочности фундамента, поэтому стоит уделить этому вопросу внимание. Важно иметь хотя бы общее представление о маркировке, которая есть на мешках. То есть вам нужно отличать и понимать что такое М300 и М400.

Итак, какие есть маркировки?

М — указывает на максимальные прочностные показатели цемента.

Если М300, то это означает, что материал способен выдерживать давление и нагрузку в 300 кг на 1 см.

М600 называют «военным» цементом, поскольку его используют для строительства различных бункеров и прочих укреплений, но такой цемент вам явно не понадобится.

Традиционно используют М300 для большинства строительных работ.

В зависимости от этого показателя изменяются также и соотношение песка и цемента, которое нужно давать в раствор.

Помимо этого есть такие обозначения ЦЕМ І и ЦЕМ ІІ. В первом случае добавок в составе цемента нет, а во втором — есть и должно быть указано какие именно и в каком количестве.

Совет! Для заливки фундамента рекомендуется выбирать материал без различных примесей и добавок.

Виды щебня

Различные виды щебня используют в качестве наполнителя. Они помогают создать прочный и морозостойкий фундамент.

Существуют такие виды щебня: 

  • гранитовый — камень из твердой горной породы, имеет широкое применение в строительных работах, есть различные фракции;
  • известняковый — получается путем дробления известняка, в основном используется во время дорожных работ;
  • гравийный — в результате дробления горной скалы или просеивания карьерной породы и получается такой щебень, уступает по прочности гранитному щебню;
  • шлаковый — отходы во время литейных процессов, имеет невысокую цену, поэтому и пользуется некоторой популярностью;
  • вторичный — переработанный на щебень строительный мусор, самый дешевый и сердитый материал.

Это общая информация к размышлению, скажем так. Но для заливки фундамента лучше всего подойдет или гранитный или гравийный щебень. Гравийный щебень имеет меньшую прочность, но при этом и стоит дешевле по сравнению с гранитным.

Поэтому для заливки фундамента для больших построек лучше использовать более прочный гранитный щебень.

Фракции щебня

Это еще один момент, на который стоит обратить внимание.

Есть различные фракции, но чаще всего используются 20х40 или 10х20. Чем массивнее здание, тем крупнее щебень рекомендуют использовать. То есть фракция 10х20 подойдет для зданий средней величины, но для постройки больших размеров потребуется 20х40.

Выбираем песок

Несколько советов как выбрать подходящий песок для заливки фундамента:

  • обращайте внимание на его влажность, поскольку этот фактор влияет на то, сколько воды потом понадобится для разведения готового раствора. Песок не должен быть настолько влажным, что из него можно слепить снежку, скажем так.
  • песок должен быть чистым, то есть не содержать различных примесей, таких как гравий, трава, земля и тому подобное. Все эти примеси необходимо удалить, так что такой некачественный песок нужно будет просеять.
  • многие опытные строители отдают предпочтение именно карьерному песку, поскольку в нем много частичек имеют острые грани, которые позволяют достичь лучшего схватывания и более прочного раствора в конечном итоге.

Готовим раствор

Стоит отметить, что можно заказать уже готовый раствор, который привезут к вам на строительную площадку. Это с одной стороны очень удобно и практично, поскольку вы экономите время и силы и таким образом сможете выполнить все бетонные работы в считанные дни.

К тому же раствор, который продают в готовом виде, чаще всего имеет однородную структуру и высокое качество.

Но рассмотрим тот вариант, что вы готовите раствор самостоятельно и своими силами. Если речь идет о больших объемах, то работать вручную не представляется вручную. Требуется купить или арендовать бетономешалку.

Соотношение между компонентами будущего раствора

Стандартным или традиционным соотношением между компонентами будущего раствора считается 1:3:5. И при этом мы берем 1 порцию цемента, 3 порции песка и 5 щебня в качестве наполнителя.

Стоит отметить, что количество требуемого цемента зависит от его марки. Если вам нужен раствор марки М100, а цемент у вас М300, то соотношение между цементов и песком будет 1:3, а если цемент М400, то соотношение будет 1:4.

Помимо этого хочется отметить, что если используются различные пластификаторы и прочие добавки, которые увеличивают прочность, морозостойкость и другие технические параметры готового раствора, то соотношение компонентов может меняться.

Также хочется сказать, что каждый мастер работает уже по какой-то своей выработанной схеме. Помимо этого часто соотношение компонентов зависит от конкретных целей, которые нужно достичь.

Готовим раствор на практике при помощи бетономешалки

Итак, вам нужен раствор М100. Ваши действия следующие: 

  • вы заливаете в бетономешалку некоторое количество на глаз;
  • после этого вы высыпаете требуемое количество цемента, пусть это будет одно ведро материала;
  • теперь вы включаете бетономешалку, если раньше этого не сделали, после чего в течение нескольких минут вода с цементов перемешиваются;
  • после этого можно добавлять песок, нам нужно три меры песка, а значит, вы засыпаете три ведра песка;
  • если вы видите, что процесс идет туго и раствор получается густым, можете добавить воды;
  • и в самую последнюю очередь вы добавляете щебень, вам нужно 5 мер щебня, то есть 5 ведер.

Готовый раствор должен быть нужной консистенции, однородным и хорошо перемешанным. Консистенция готового раствора должна напоминать консистенцию густой сметаны и пот раствору можно рисовать различные рисунки, кому хочется.

Для того чтобы помыть бетономешалку, вкиньте туда лопату щебня и залейте водой. После этого включите и через несколько минут вылейте воду и все остальное.

Сколько нужно брать воды?

Понятно, что этот такой вопрос, в котором нет конкретных правил или каких-то таблиц для высчитывания.

Но есть некоторые нюансы:

  • ориентироваться можно на количество цемента, то есть если пошло два ведра цемента, то потребуется два ведра воды;
  • воду нужно подливать порциями, а не вливать все сразу;
  • жидкость раствора может зависеть от разных факторов и иногда нужно наоборот более текучий и жидкий раствор, например для финишного слоя.
  • если песок, который вы добавляете в раствор, влажный, то потребуется меньше воды.

Совет! Некоторые опытные строители для того, чтобы придать раствору большую пластичность добавляют в него жидкое мыло. Мыльная вода имеет лучшую текучесть, и лучше будет попадать в различные поры и щели.

Готовим раствор из цемента и песка для оштукатуривания поверхностей

Штукатурка стен — это важный процесс, без которого просто невозможно обойтись. Обработкам стен штукатуркой позволяет выровнять стену или перегородку по плоскости подготовить ее к другим финишным работам.

Как приготовить правильный раствор для оштукатуривания стен: 

  1. В большинстве случаев соблюдают пропорцию 1 к 5, когда берется одна часть цемента и пять песка.
  2. Помимо этого в готовый раствор также часто добавляют известь, которая будет сушить поверхность и это позволит предотвратить появление различных грибков и плесени.
  3. Известь необходимо добавить в воду и хорошо ее размешать, а потом уже эту воду с известью добавлять в раствор.
  4. Воду необходимо добавлять на глаз по необходимости. Готовый раствор должен быть удобным в работе. Это означает, что он должен удобно набираться на кельму и приставать к поверхности.
  5. Бывает, что такие работы требуют сноровки, особенно когда поверхность тянет влагу и нужен тонкий слой. Тогда нужно работать быстро или же использовать более жидкий раствор.

Есть различные виды оштукатуривания поверхности. Чаще всего используют оштукатуривание по маякам, поскольку это позволяет добиться наилучшего результата.

Подводим итог

Правильные пропорции цемента, песка и щебня любого вида в качестве наполнителя играют важную роль в качестве и долговечности раствора.

Соотношение влияет от марки цемента, качества и влажности песка, а также от тех корректных целей, которые вы хотите достичь. Помимо этого у каждого строителя есть свои секреты фирмы, скажем так.

Традиционным соотношением считается 1:3:5, если речь идет о растворе для заливки фундамента и 1:5 для оштукатуривания поверхностей.

Таблицы состава и пропорций бетона из цемента марок М-400 и М-500 – Блог Stroyremontiruy

Сделать качественный бетон, который будет соответствовать требованиям по максимальному сжатию и прочности, можно только при соблюдении пропорций цемента, щебня и песка в процессе замешивания. Помогут в этом таблицы состава и пропорций бетона для производства раствора из цемента марки M-400 и M-500, а также щебня и песка.

Заметим, что при приготовлении бетона могут использоваться и вспомогательные присадки, например, морозостойкая добавка. Использование присадок зависит от особенностей применения бетона, температуры воздуха в момент бетонирования и других факторов.

Таблицы помогут сэкономить, ведь цемент дорого стоит, поэтому в некоторых случаях можно замешивать более дешёвые марки бетона с меньшим содержанием цемента. Для несущих конструкций экономия неуместна, а вот для бетонирования вспомогательных элементов можно замещать дорогие марки бетона более дешёвыми растворами. Данные пригодятся и владельцу загородного участка, которые планирует бетонные работы и дачнику, решившему сделать своими руками, например, пристройку с облегчённым фундаментом.

В таблицах указаны марки бетона и пропорции его состава по содержанию песка, щебня и цемента. Также имеется графа состава по объёму на 10 литров цемента и объём получаемого бетона из 10 литров цемента. Цифры даны усреднённые, они могут отличаться в пределах до 10%, в зависимости от требований к бетону, плотности материалов и фракций щебня и песка.

Цемент M-400

Таблица состава и пропорций бетона из цемента марки М-400

Марка бетона

Пропорции состава: Цемент, песок, щебень кг

Состав по объёму на 10 л цемента, Песок/Щебень, л

Объём бетона из 10 л цемента, л

100

1/ 4,6/ 7,0

41/ 61

78

150

1 / 3,5/ 5,7

32/ 50

64

200

1 / 2,8/ 4,8

25/ 42

54

250

1/ 2,1/ 3,9

19/ 34

43

300

1 / 1,9 / 3,7

17 / 32

41

400

1 / 1,2 / 2,7

11 / 24

31

450

1 / 1,1 / 2,5

10 / 22

29

Цемент M-500

Таблица состава и пропорций бетона из цемента марки М-500

Марка бетона

Пропорции состава: Цемент, песок, щебень кг

Состав по объёму на 10 л цемента, Песок/Щебень, л

Объём бетона из 10 л цемента, л

100

1/ 5,8/ 8,1

53/ 71

90

150

1/ 4,5/ 6,6

40/ 58

73

200

1 / 3,5/ 5,6

32/ 49

62

250

1/ 2,6/ 4,5

24/ 39

50

300

1/ 2,4/ 4,3

22/ 37

47

400

1/ 1,6/ 3,2

14/ 28

36

450

1/ 1,4 / 2,9

12/ 25

32

 

Если вам требуется бетон в большом количестве, то не обойтись без его заказа у промышленного производителя, а если бетонный раствор нужен в объёме 1-2 кубов, то таблицы составов помогут его замешать самостоятельно.

Расчет бетона (песка, щебня, цемента) для фундамента (ленточного)

При заливке фундамента надо четко представлять, сколько материалов вам потребуется для его изготовления, заливки. Действительно, ведь каждая лишняя машина щебня или песка стоит не так уж мало. Не считая того, что необходимо будет заплатить еще и за транспортировку материалов. А куда потом девать излишки?
 В общем вопросов много. Именно поэтому надо знать сколько вам потребуется щебня, арматуры, песка, цемента, для того чтобы залить ленточный фундамент. Здесь расчет ведется исходя из расчета соотношения материалов для марки цемента М-400. В зависимости от него и применяются разные пропорции, чтобы получить уже конкретную марку бетона.
 Также само собой разумеющееся, при расчете затра необходимо будет учитывать глубину фундамента под землей, над землей, его ширину. Для того чтобы вычислить объем заливки бетона и исходя из него уже завести материал на стройку.

 Чтобы хоть как-то облегчить участь всех кто занимается заливкой фундамента, мы предлагаем вам воспользоваться калькулятором для его расчета. Расчет для фундамента поможет вам соориентироваться с объемами необходимых для заливки фундамента материалов, а значит предусмотреть возможные расходы на него. Здесь будут учтены следующие материалы: цемент, доски для опалубки, арматура, щебень, песок.
 Для того, чтобы рассчитать объем требуемых материалов, введите исходные значения и нажмите на кнопку «Рассчитать»

 В таблице приведена сухая масса материалов, при этом надо учитывать, что в фундаменте всегда будет какое-то количество воды, то есть своя влажность. Кроме того не учтена масса арматуры. Именно на это делается поправка, что массы чуть не хватает, по отношению к объему, при приведенных расчетах в калькуляторе. Но в этом онлайн калькуляторе довольно точно можно прикинуть, сколько же все-таки затрат материала (цемент, песок, щебень) надо будет для возведения фундамента.

  Арматуру же берем прутком 10-15 мм и связываем вязальной проволокой. Ее массу, как мы уже сказали, считаем отдельно. Все будет зависеть от того, какой диаметр арматуры вы возьмете.

Получаемые марки бетона при применение цемента

Соотношение материалов в зависимости от марки бетона, при использовании цемента различных марок цемента

Марка цемента/ Класс бетона Соотношение материала (Цемент х Песок х Щебень) (части: объем) Расход Цемента на 1 м3 бетона (кг.)
М-100/ В7,5 1 х 4.6 х 7.0 170
М-150/ В10 1 х 3.5 х 5.7 200
М-200/ В15 1 х 2.8 х 4.8 240
М-250/ В20 1 х 2.1 х 3.9 300
М-300/ В22 1 х 1. 9 х 3.7 320

* Чем выше класс бетона и марка цемента, тем более от прочный. При обеспечении правильного ухода и хороших погодных условиях, спустя 7 дней, бетон приобретает 70 % прочности, соответствующую классу прочность он набирает на 28 сутки. Свойства бетона и его прочность значительно ухудшаются при быстром высыхании или замерзании.

В данной статье приведен расчет для ленточного фундамента. Более подробно о нем, а также о возможных видах фундамента можно узнать из статьи «Типы фундамента»

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон
Бетон

Содержание Предыдущая Следующая

Бетон — строительный материал, изготовленный путем смешивания цементного теста. (портландцемент и вода) и заполнитель (песок и камень). В цементная паста — это «клей», который связывает частицы в совокупность вместе.Прочность цементного теста зависит от об относительном соотношении воды и цемента; более разбавленный паста слабее. Также относительные пропорции цементного теста а агрегат влияет на прочность; более высокая доля паста, делающая бетон более прочным. Бетон затвердевает через химическая реакция между водой и цементом без необходимости воздух. После первоначального схватывания бетон хорошо затвердевает. под водой. Сила набирается постепенно, в зависимости от скорости химической реакции.

Иногда в бетонную смесь добавляют добавки для добиться определенных свойств. Арматурная сталь используется для добавления прочность, особенно при растягивающих напряжениях.

Бетон обычно смешивают на строительной площадке и кладут в формы желаемой формы в том месте, которое займет агрегат готовая конструкция. Единицы также могут быть сборными либо на на стройплощадке или на заводе.

Свойства бетона

Бетон ассоциируется с высокой прочностью, твердостью, прочность, непроницаемость и пластичность. Это плохой тепловой изолятор, но обладает высокой теплоемкостью. Бетон не легковоспламеняющийся и имеет хорошую огнестойкость, но есть серьезный потеря прочности при высоких температурах. Бетон из обычный портландцемент имеет низкую стойкость к кислотам и сульфаты, но хорошая стойкость к щелочам.

Бетон — относительно дорогой строительный материал для фермы. конструкции. Стоимость может быть снижена, если часть портленда цемент заменяется пуццоланом.Однако когда пуццоланы химическая реакция протекает медленнее, а прочность увеличивается. задерживается.

Прочность на сжатие зависит от пропорций ингредиенты, то есть соотношение цемент-вода и цемент совокупный коэффициент. Поскольку заполнитель составляет основную часть затвердевшего бетон, его прочность также будет иметь некоторое влияние. Прямой предел прочности на разрыв, как правило, низкий, всего от 1/8 до 1/14 от прочность на сжатие и обычно не учитывается при проектировании расчеты, особенно при проектировании железобетона.

Прочность на сжатие измеряется дроблением кубиков длиной 15 см. с каждой стороны. Кубики выдерживаются в течение 28 дней при стандартных условиях. температуры и влажности, а затем измельчают в гидравлическом прессе. Характерными значениями прочности через 28 дней являются те, ниже которых выпадает не более 5% результатов тестирования. Используемые оценки: C7, C10, Cl5, C20, C25, C30, C40, C50 и C60, каждый из которых соответствует с характеристической прочностью на раздавливание 7,0, 10,0, 15,0 Н / мм2, и т.п.

Таблица 3.11 Типичное увеличение прочности бетона

Возраст в тест

Средняя прочность на раздавливание

Обычный портландцемент

Хранение на воздухе 18C 65%, R H Н / мм2 Хранение в воде Н / мм2
1 день 5. 5
3 дня 15,0 15,2
7 дней 22,0 22,7
28 дней 31,0 34,5
3 месяца 37,2 44,1

(1 цемент — 6 заполнитель, по весу, 0.60 вода — цемент соотношение).

В некоторых литературных источниках требуемая марка бетона обозначается пропорции цемент — песок — камень, так называемые номинальные смеси а не прочность на сжатие. Поэтому некоторые общие Номинальные смеси включены в Таблицу 3.12. Обратите внимание, однако, что количество воды, добавленной в такую ​​смесь, будет иметь большое влияние на прочность на сжатие затвердевшего бетона.

Более бедная из номинальных смесей, указанных напротив C7 и C10 классы пригодны для работы только с очень хорошо отсортированными агрегатами в диапазоне до довольно больших размеров.

Состав

Цемент

Обычный портландцемент используется в большинстве хозяйственных построек. Это продается в бумажных мешках по 50 кг или примерно 37 литров. Цемент необходимо хранить в сухом, защищенном от земли месте. влажность, и на периоды, не превышающие одного-двух месяцев. Даже сыро воздух может испортить цемент. Это должна быть консистенция порошка при использовал. Если образовались комки, качество снизилось, но все еще можно использовать, если комки могут быть раздавлены между пальцы.

Таблица 3.12 Рекомендуемое использование для Различные марки и смеси бетона

Марка Номинальная смесь Использование
C7

C10

1: 3: 8

1: 4: 6

1: 3: 6

1: 4: 5

1: 3: 5

Ленточные опоры; заполнение траншеи фонды; основания стоек; неармированные фундаменты; наружный бетон и перемычки под плиты; этажи с очень легкий трафик; массивный бетон и др.
Класс 5

C20

1: 3: 5

1: 3: 4

1: 2: 4

1: 3: 3

Фундамент стены; подвал стены; конструкционный бетон; стены; усиленный пол плиты; полы для молочного и мясного скота, свиней и птица; полы в зерновых и картофельных складах, сенокосах, и машинные магазины; септики, резервуары для хранения воды; плиты для навоза с двора фермы; дороги, проезды, тротуары и прогулки; лестницы.
C25

C30

C35

1: 2: 4

1: 2: 3

1: 1.5: 3

1: 1: 2

Весь бетон в доении доильные залы, молочные заводы, силосные бункеры и кормово-поилки поилки; полы, подверженные сильному износу и погодным условиям, или слабые растворы кислот и щелочей; дороги и тротуары часто используется тяжелой техникой и грузовиками; небольшой мосты; подпорные стены и дамбы; подвесные полы, балки и перемычки; полы, используемые тяжелыми, мелколесными оборудование, например автопогрузчики; столбы ограждения, сборные железобетонные изделия.
C40

C50

C60

Бетон в очень сильное воздействие; сборные элементы конструкции; предварительно напряженный бетон.

Совокупный

Заполнитель или балласт — это гравий или щебень. Те заполнители, проходящие через сито 5 мм, называются мелкими заполнителями. или песок, и те, что задерживаются, называются крупным заполнителем или камнем.Заполнитель должен быть твердым, чистым, не содержать соли и растительное вещество. Слишком много ила и органических веществ делает заполнитель непригоден для бетона.

Тест на ил выполняется путем помещения 80 мм песка в 200 мм высотой. прозрачная бутылка. Добавьте воды до высоты 160 мм. Встряхните энергично перемешайте бутылку и дайте содержимому осесть до тех пор, пока следующий день. Если слой ила, который будет оседать на поверхности песок, менее 6 мм песок можно использовать без дополнительных лечение. Если содержание ила выше, песок необходимо промывают.

Тест на органические вещества выполняется путем помещения 80 мм песка в Прозрачная бутылка высотой 200 мм. Добавьте 3% раствор натрия гидроксид до 120мм. Обратите внимание, что гидроксид натрия, который может быть куплен в аптеке, опасен для кожи. Закупорите бутылку и энергично встряхните в течение 30 секунд и оставьте до следующего дня. Если жидкость на песке превратится темно-коричневого или кофейного цвета, песок использовать нельзя.«Соломенный» цвет подходит для большинства работ, но не для тех, кому требуется максимальная прочность или водонепроницаемость. Однако учтите, что некоторые соединения двухвалентного железа могут реагировать с гидроксид натрия и вызывают коричневый цвет.

Сортировка совокупности относится к дозированию различных размеры заполнителя и сильно влияют на качество, проницаемость и удобоукладываемость бетона. С хорошо гранулированный заполнитель, частицы различных размеров перемешиваются между собой оставляя минимальный объем пустот для заполнения дорогостоящая цементная паста. Частицы также легко сливаются, то есть заполнитель является работоспособным, что позволяет использовать меньше воды. Классификация выражается в процентах от массы заполнителя. проходя через различные сита. Хорошо оцененный агрегат будет иметь довольно равномерное распределение размеров.

Содержание влаги в песке важно, так как соотношение смеси песка часто относится к кг сухого песка и максимальному количеству воды включает влагу в совокупности. Влажность составляет определяется путем взятия репрезентативной пробы массой 1 кг.Пример точно взвесить и тонко разложить на тарелке, пропитанной спирт (спирт) и обгорел при перемешивании. Когда образец охлажденный, он снова взвешивается. Снижение веса сводится к весу воды, которая испарилась, и выражается как процентов путем деления потерянного веса на вес высушенного образец. Нормальная влажность естественно влажного песка от 2,5 до 5,5%. В бетонную смесь добавляется гораздо меньше воды.

Плотность — это вес на единицу объема твердой массы без учета пустот и определяется путем помещения одного килограмма сухого заполнителя в один литр воды. Плотность — это вес сухого заполнителя (1 кг), разделенного на объем воды, вытесненной из место. Нормальные значения плотности заполнителя (песок и камень) от 2600 до 2700 кг / м3 и для цемента 3100 кг / м3.

Насыпная плотность — это масса заполнителя на единицу объема. включая пустоты и определяется взвешиванием 1 литра совокупный. Нормальные значения для крупного заполнителя — от 1500 до 1650. кг / м3. Совершенно сухой и очень влажный песок имеют одинаковый объем, но из-за свойства набухания влажного песка он имеет большую объем.Насыпная плотность типичного естественно влажного песка составляет 15 на 25% ниже, чем у крупного заполнителя из того же материала, т. е. От 1300 до 1500 кг / м3.

Размер и текстура заполнителя влияет на бетон. Чем больше частицы крупного заполнителя не могут превышать одной четверти минимальная толщина бетонного элемента. В железобетон, крупный заполнитель должен пройти между арматурными стержнями, 20 мм обычно считается максимальный размер.

Агрегат с большей площадью поверхности и шероховатой текстурой, т.е. щебень, позволяет развить большую силу сцепления, но будет дают менее податливый бетон.

Груды заполнителя должны находиться близко к месту смешивания. Песок и камень следует хранить отдельно. Если твердой поверхности нет в наличии, нижняя часть стопки не должна использоваться во избежание осквернение землей. В жарком солнечном климате тень должна быть при условии, или агрегат обрызгивают водой для охлаждения.Горячий заполнители делают бетон плохим.

Дозирование

Измерение производится по весу или по объему. Дозирование по весу точнее, но используется только на крупных строительных площадках. При строительстве хозяйственных построек применяется дозирование по объему. Точное дозирование более важно для более высоких сортов конкретный. Дозировка по весу рекомендуется для бетона марки C30 и выше. Проверка насыпной плотности заполнителя позволит обеспечивают большую точность, когда марка C20 или выше дозируется объем.Мешок с цементом 50 кг можно разрезать пополам. через середину верхней стороны сумки, лежащую на пол. Затем мешок берется за середину и поднимается так, чтобы сумка делится на две половины.

В качестве мерной единицы можно использовать ведро или ящик. Материалы должен располагаться в измерительном блоке неплотно и не утрамбовываться. Кубический ящик со сторонами 335 мм удобно построить, так как в нем будет 37 литров, что составляет объем одного мешка цемент.Если ящик сделан без дна и размещен на платформа для смешивания при заполнении, она легко опорожняется просто подняв его. Ингредиенты никогда не следует измерять лопату или лопату.

Рисунок 3.19 Связь между комплексная прочность и водоцементное соотношение

Сумма объемов ингредиентов будет больше, чем объем бетона, потому что песок заполнит пустоты между крупный заполнитель. Материалы обычно имеют от 30 до 50% больший объем, чем у бетонной смеси; От 5 до 10% допускается для отходы и разливы.Добавляемый цемент заметно не увеличивается громкость. Приведенные выше предположения используются в примере 1 в примерно оценивая количество необходимых ингредиентов. В примере 2, более точный метод расчета количества бетона получено из ингредиентов.

Пример 1

Рассчитайте количество материалов, необходимых для строительства прямоугольный бетонный пол 7,5 на 4,0 м и толщиной 7 см. Использовать номинальная смесь 1: 3: 6.50 кг цемента равняется 371.

Общий требуемый объем бетона = 7,5 м x 4,0 м x 0,07 м = 2,1 м

Общий объем ингредиентов, предполагая 30% -ное снижение объем при смешивании и 5% отходов = 2,1 м + 2,1 (30% + 5+) м = 2,84 м

Объем ингредиентов пропорционален количество частей в номинальной смеси. В этом случае есть всего 10 частей (1 + 3 + 6) в смеси, но цемент не влияет на объем, поэтому только 9 частей для песка и камня используются.

Цемент = (2,89 x 1) / 9 = 0,32 м или 320

Песок = (2,84 x 3) / 9 = 0,95 м

Камень = (2,84 x 6) / 9 = 1,89 м

Количество мешков с цементом = 320/37 = 8,6 мешков, т.е. нужно купить 9 пакетов.

Требуемый вес песка = 0,95 м x 1,45 т / м = 1,4 тонн

Требуемый вес камня = 1,89 м x 1,60 т / м = 3,1 тонн

Максимальный размер камней = 70 мм x 1/4 = 17 мм

Пример 2

Предположим, что цементно-песчано-каменная бетонная смесь 1: 3: 5 объем с использованием естественно влажных заполнителей и добавления 62 литров воды.Какая будет основная крепость и объем смеси быть, если используются 2 мешка цемента. Дополнительные предположения:

Влажность песка: 4%

Влажность камней: 1,5%

Насыпная плотность песка: 1400 кг / м

Насыпная плотность камней: 1600 кг / м

Плотность заполнителя: 2650 кг / м

Плотность твердого цемента: 3100 кг / м

Плотность воды: 1000 кг / м

1 Рассчитайте объем заполнителя в смеси.

2 мешка цемента имеют объем 2 x 37л = 74л

Объём песка 3 х 74л = 2221

Объем камней 5 х 74л = 3701

2 Рассчитайте вес агрегатов.

Песок 222/1000 м x 1400 кг / м = 311 кг

Камни 370/1000 м x 1600 кг / м = 592 кг

3. Рассчитайте количество воды, содержащейся в совокупность

Вода в песке 311 кг x 4/100 = 12 кг

Вода в камнях 592 кг x 1.5/100 = 9 кг

4 Отрегулируйте количество в партии для содержания воды в совокупный.

Цемент 100 кг (без изменений)

Песок 311 кг — 12 кг = 299 кг

Камни 592 кг — 9 кг = 583 кг

Общее количество сухого заполнителя = 299 кг + 583 кг = 882 кг

Вода = 62 кг + 12 кг + 9 кг = 83 кг

5 Расчет водоцементного отношения и цемента к заполнителю соотношение.

Водоцементное соотношение = (83 кг воды) / 100 кг цемента = 0 83

Соотношение заполнитель — цемент = (882 кг заполнителя) / 100 кг. цемент = 8.8

Водоцементное соотношение указывает на то, что смесь имеет базовая прочность, соответствующая смеси C10. См. Приложение V: 12.

6 Рассчитайте «твердый объем» ингредиентов в смеси, за исключением воздушных пустот в заполнитель и цемент.

Цемент 100 кг / 3100 кг / м = 0,032 м

Заполнитель 882 кг / 2650 кг / м = 0,333 м

Вода 83 кг / 1000 кг / м = 0.083м

Итого = 0,448 млн.

Общий объем смеси 1: 3: 5, полученный из 2 мешков цемент 0,45м.

Обратите внимание, что 0,45 м бетона — это только 2/3 от общей суммы объемов компонентов — 0,074 + 0,222 + 0,370.

Таблица 3.13 Требования на куб. Счетчик дозирования бетонных смесей номинального размера

Соотношение
Пропорции по Цемент Нет.50 кг Естественно влажный заполнитель 1 Совокупный: цемент Песок в всего
Песок Камни
Объем мешков м тонн м тонн %
1: 4: 8 3.1 0,46 0,67 0,92 1,48 13,4 31
1: 4: 6 3,7 0,54 0,79 0,81 1,30 11,0 37
1 5: 5 3.7 0,69 1,00 0,69 1,10 10,9 47
1: 3: 6 4,0 0,44 0,64 0,89 1,42 10,0 31
1: 4: 5 4.0 0.60 0,87 0,75 1,20 9,9 41
1: 3: 5 4,4 0,49 0,71 0,82 1,31 8,9 35
1: 4: 4 4.5 0,66 0,96 0,66 1,06 8,7 47
1: 3: 4 5,0 0,56 0,81 0,74 1,19 7,7 40
1: 4: 3 5.1 0,75 1,09 0,57 0,91 7,6 54
1: 2: 4 5,7 0,42 0,62 0,85 1,36 6,7 31
1: 3: 3 5.8 0,65 0,94 0,65 1,03 6,5 47
1: 2: 3 6,7 0,50 0,72 0,74 1,19 5,5 37
1: 1: 5: 3 7.3 0,41 0,59 0,82 1,30 5,0 31
1: 2: 2 8,1 0.60 0,87 0.60 0,96 4,4 47
1: 1: 5: 2 9.0 0,50 0,72 0,67 1,06 3,9 40
1: 1: 2 10,1 0,37 0,54 0,75 1,19 3, .3 31

Эти количества рассчитаны с учетом песка. имеющий насыпную плотность 1450 кг / м и камень 1600 кг / м.В плотность заполнителя 2650 кг / м3.

Смешивание

Механическое перемешивание — лучший способ замешивания бетона. Партия мешалки с опрокидывающимся барабаном для использования на стройплощадках. доступны в размерах от 85 до 400 литров. Мощность для барабана вращение обеспечивается бензиновым двигателем или электродвигателем тогда как наклон барабана осуществляется вручную. Грушевидный барабан имеет лопасти внутри для эффективного перемешивания.Смешивание должно быть дается продолжаться не менее 2,5 минут после всех ингредиентов были добавлены. Для небольших работ в сельской местности это может быть Достаточно сложно и дорого достать механический миксер.

Таблица 3.14 Смешивание воды Требования к плотному бетону разной консистенции и Максимальные размеры заполнителя

Максимум

размер из

в совокупности 3

Вода требование 1 / м бетон
1 / 2–1 / 3 1 / 3–1 / 6 1/6 -1/2
Высокая

Технологичность

Средняя обрабатываемость Пластичная консистенция
10 мм 245 230 210
14 мм 230 215 200
20 мм 215 200 185
25 мм 200 190 175
40 мм 185 175 160

3 Включает влагу в совокупности.Количество вода для смешивания — максимум для использования с достаточно хорошо угловатый крупный агрегат правильной формы. 2 См. Таблицу осадки. 3.15.

Рисунок 3.20 Смеситель периодического действия.

Простой ручной бетоносмеситель может быть изготовлен из пустую масляную бочку, установленную в каркас из оцинкованной трубы. Рисунок 3.21 показывает ручную рукоятку, но привод можно легко преобразовать в мощность машины.

Рисунок 3.21 Самостоятельная постройка бетономешалка.

Ручное смешивание обычно применяется для небольших работ. Смешивание должно делать на закрытой платформе или бетонном полу рядом с там, где нужно укладывать бетон, а не на голую землю из-за загрязнения земли.

Рекомендуется следующий метод смешивания вручную:

  • 1 Измеренные количества песка и цемента смешиваются переворачивать лопатой не менее 3 раз.
  • 2 Около трех четвертей воды добавляется в перемешивайте понемногу.
  • 3 Перемешивание продолжают до тех пор, пока смесь не станет однородный и работоспособный.
  • 4 Мерное количество камней ,. после смачивания с частью оставшейся воды, распределяется по смесь и перемешивание продолжалось, все ингредиенты были переворачивался не менее трех раз в процессе, используя как как можно меньше воды, чтобы получилась работоспособная смесь.

Все инструменты и платформу следует мыть водой при есть перерыв в перемешивании, и в конце дня.

Тест на оседание

Испытание на оседание дает приблизительное указание удобоукладываемость влажной бетонной смеси. Заполните конусообразный ведро с мокрой бетонной смесью и тщательно утрамбовать. Перемена ведро вверх дном на смесительную платформу. Поднимите ведро, поместите его рядом с бетонной кучей и измерьте осадку, как показано на рисунке 3.22.

Размещение и уплотнение

Бетон следует укладывать с минимальной задержкой после смешивание завершено, и обязательно в течение 30 минут.Особый следует соблюдать осторожность при транспортировке влажных смесей, так как вибрации движущейся тачки могут вызвать разделять. Смесь не должна стекать или падать. в нужное положение с высоты более 1 метра. Бетон укладывать лопатой слоями не глубже 15 см и уплотняется перед нанесением следующего слоя.

При отливке плит поверхность выравнивается стяжкой доска, которая также используется для уплотнения бетонной смеси, как только он был помещен для удаления любого захваченного воздуха.Менее работоспособный чем смесь, тем она пористее и тем больше уплотнение необходимо. На каждый процент захваченного воздуха бетон теряет до 5% его прочности. Однако чрезмерное уплотнение мокрой смеси переносят мелкие частицы наверх, в результате чего получается слабый пыльный поверхность.

Ручное уплотнение обычно используется при строительстве фермы. здания. Может использоваться для смесей с высоким и средним удобоукладываемость и для пластических смесей. Мокрые смеси, используемые для стен, уплотняется при помощи обрешетки, палки или куска арматурный стержень.Также помогает стук опалубки. Меньше рабочие смеси, такие как те, что используются для дверей и дорожных покрытий, лучше всего уплотняется трамбовкой.

Рисунок 3.22 Осадка бетона Тесет.

Таблица 3.1 5 Осадки бетона для Различное использование

Согласованность Спад Использование Метод уплотнения
Высокая обрабатываемость 1/2 — 1/3 Конструкции с узкой проходы и / или сложные формы.Сильно усиленный конкретный. Руководство
Средняя обрабатываемость 1/3 — 1/6 Обычное использование. Неармированный и нормально армированный бетон. Руководство
Пластик 1/6 — 1/12 Открытые конструкции с достаточно открытая арматура, которую тяжело обрабатывают вручную для уплотнение полов и дорожных покрытий.Массовый бетон. Ручное или механическое
Жесткий 0–1 / 2 Без армирования или редко армированные открытые конструкции, такие как полы и тротуары, которые механически вибрируют. Заводское изготовление ЖБИ. Бетонные блоки. Механический
Влажная 0 Заводское изготовление ЖБИ. Механическое или давление

Рисунок 3.23 Руководство уплотнение фундамента и плиты перекрытия.

Более густые смеси можно тщательно уплотнять только механические вибраторы. Покерный вибратор для стен и фундамента (вибростойка) погружается в уложенную бетонную смесь на точки на расстоянии до 50 см. Полы и тротуары вибрируют лучевой вибратор.

Рисунок 3.24 Механический вибраторы.

Строительные соединения

Отливку следует спланировать так, чтобы работа над элементом могла быть завершенным до конца дня. Если остался литой бетон более 2 часов схватится настолько, что нет прямого продолжение между старым и новым бетоном. Суставы потенциально слабые и должны быть спланированы там, где они повлияют на сила члена как можно меньше. Суставы должны быть прямой, вертикальный или горизонтальный.При возобновлении работы старую поверхность необходимо придать шероховатость и очистить, а затем обработать густая смесь воды и цемента.

Опалубка

Опалубка обеспечивает форму и текстуру поверхности бетона. элементов и поддерживает бетон во время схватывания и затвердевания.

Самая простая форма возможна для кромок тротуара, плиты перекрытия, дорожки и др.

Рисунок 3.25 Простой тип опалубка для бетонной плиты.

В больших бетонных плитах, таких как пол, обычно возникают трещины. в ранний период схватывания. В обычной плите, где водонепроницаемость не важна, ее можно контролировать путем укладки бетон в квадратах с швами между допусками бетона слегка двигаться, не вызывая трещин в плите. Расстояние между стыками не должно превышать 3 метра. Самый простой вид это так называемый сухой шов. Бетон заливается прямо против уже затвердевший бетон другого квадрата.

Более сложный метод — это заполнение шва. Зазор 3 мм между квадратами оставляется минимум и заливается битумом или любой сопоставимый материал.

Опалубки для стен должны иметь прочную опору, т.к. бетон, в мокром состоянии оказывает сильное давление на боковые доски. Чем больше чем выше высота, тем больше давление. Бетонная стена не будет обычно тоньше 10 см или 15 см в случае армированного материала. конкретный. Если он выше одного метра, он не должен быть меньше толщиной более 20 см, чтобы можно было уплотнить бетон правильно с тампером.Стыки опалубки должны быть плотными. достаточно, чтобы предотвратить потерю воды и цемента. Если поверхность готовая стена должна быть видна, дальнейшая обработка не требуется. ожидаемые, шпунтовые и рифленые доски, строганные с внутренней стороны использоваться для получения гладкой и привлекательной поверхности. Альтернативно Можно использовать фанерные листы толщиной 12 мм. Размеры и расстояние между шпильки и стяжки показаны на рисунке 3.26. Правильный интервал и установка стяжек важна для предотвращения перекоса или полный отказ форм.

Формы должны быть не только хорошо закреплены, но и закреплены. надежно, чтобы они не всплывали, позволяя бетону сбежать снизу.

Формы смазать маслом и тщательно полить. перед заливкой бетоном. Это сделано для предотвращения попадания воды в бетон от впитывания деревянными досками и предотвратить прилипание бетона к формам. Растворимое масло лучше всего, но на практике используется моторное масло, смешанное с равными частями дизельное топливо — самый простой и дешевый в использовании материал.

Деревянные формы при осторожном обращении можно использовать несколько раз. прежде, чем они будут оставлены. Если возникает повторная потребность в Такой же формы выгодно делать формы из стальных листов.

Форму работу можно забрать через 3 дня, но оставив ее в течение 7 дней помогает поддерживать бетон во влажном состоянии.

Для экономии материала на опалубку и ее несущая конструкция, высокие силосы и колонны отлиты с помощью шпонки форма.Форма не рассчитана на всю высоту силоса, но на самом деле может быть всего несколько метров в высоту. Как заливка бетона продолжается форма приподнята. Работа должна идти в быстром темпе что позволяет бетону затвердеть до того, как он покинет нижнюю часть форма. Эта техника требует сложной конструкции. расчеты, квалифицированный труд и авторский надзор.

Твердый бетон

Бетон схватится за три дня, но химическая реакция между водой и цементом продолжается намного дольше.Если вода исчезает при испарении, химическая реакция прекращается. Поэтому очень важно, чтобы бетон оставался влажным (влажным). минимум 7 дней.

Преждевременное высыхание также может привести к растрескиванию из-за усадка. Во время отверждения прочность и непроницаемость увеличивается, и поверхность затвердевает от истирания. Полив бетон должен начинаться, как только поверхность станет достаточно твердой во избежание повреждений, но не позднее, чем через 10 — 12 часов после заливки.Покрытие бетона мешками, травой, гессианом, слоем песка. или полиэтилен помогает удерживать влагу и защищает поверхность от сухих ветров. Это особенно важно в тропический климат.

Температура также является важным фактором при отверждении. Для температурах выше 0 C и ниже 40 C Развитие прочности функция температуры и времени. При температуре выше 40С застывание и затвердевание могут происходить быстрее, чем хотелось бы, и приводит к снижению прочности.

Приблизительное время отверждения, необходимое для достижения характеристик прочность на сжатие при различных температурах отверждения для бетона смеси обыкновенного портландцемента. Показать на рисунке 3.27

Рисунок 3.26 Размеры и расстояние между стойками и стяжками в опалубке стен.

Рисунок 3.27 Время отверждения для бетона.

Отделка по бетону

Поверхность свежеуложенного бетона не подлежит обработке. пока не произойдет какая-то настройка.Тип отделки должен быть совместим с предполагаемым использованием. В случае пола Желательна нескользящая поверхность для людей и животных.

Трамбовка: трамбовка оставляет грубую волнистую поверхность при он был использован для уплотнения бетона.

Отделка, нанесенная трамбовкой: возможно образование менее выраженной ряби. перемещая слегка наклоненную трамбовку на хвостовой части над поверхность.

Брумчатая отделка: над свеже утрамбованная поверхность для получения довольно шероховатой текстуры.

Покрытие под дерево: для получения гладкой песчаной текстуры бетона. после утрамбовки можно гладить по дереву. Поплавок используется с полукруглое подметание, передняя кромка слегка поднятый; это сглаживает рябь и создает поверхность с мелкая зернистая текстура, покрытие, часто используемое для полов в животных дома.

Стальная затирка: затирка стали после затирки древесины дает более гладкую поверхность с очень хорошими износостойкими качествами.Однако во влажных условиях он может быть скользким.

Поверхности с обнаженной крошкой можно использовать для декоративных цели, но может также дать шероховатую, прочную поверхность на горизонтальном плиты. Эту поверхность можно получить, удалив цемент и песок. разбрызгивая воду на новый бетон или устанавливая заполните вручную незатвердевший бетон.

Железобетон

Бетон прочен на сжатие, но относительно слаб на сжатие. напряжение.Нижняя сторона нагруженной балки, например, перемычка над дверь, находится в напряжении.

Рисунок 3.28 Напряжения в бетонная перемычка

Бетон, подверженный растягивающим нагрузкам, необходимо армировать стальные стержни или сетка. Количество и тип арматуры должны быть тщательно рассчитанным или, альтернативно, стандартным дизайном полученный из надежного источника, следует выполнять без вариация.

Важные факторы, относящиеся к железобетону:

  • 1 Стальные стержни следует очистить от ржавчины и грязи. прежде, чем они будут размещены.
  • 2 Для получения хорошей адгезии между бетоном и стальные стержни, стержни должны перекрываться там, где они соединяются как минимум на сорок раз больше диаметра. Когда используются простые стержни, концы стержней должны быть зацеплены.
  • 3 Арматурные стержни должны быть хорошо связаны между собой и поддерживаются, поэтому они не будут двигаться при укладке бетона и уплотненный.
  • 4 Стальные стержни должны находиться в зоне растяжения и покрыты с бетоном толщиной в три раза больше диаметра или минимум на 25 мм для защиты от воды и воздуха что вызывает ржавчину.
  • 5 Бетон должен быть хорошо уплотнен вокруг стержней. 6 Бетон должен быть не менее C20 или 1: 2: 4 номинальной смеси и иметь максимальный размер заполнителя 20 мм.

Бетонные полы иногда армируют сварной сталью сетка или проволочная сетка, размещенная на расстоянии 25 мм от верхней поверхности бетон, чтобы ограничить размер трещин. Однако такие Распределительная арматура необходима только при нагрузках тяжелые, нижележащая почва ненадежна, или когда растрескивание должно быть сведено к минимуму, как и в резервуарах для воды.

Рисунок 3.29 Размещение арматурные стержни.


Содержание Предыдущая Следующая

типов бетона: Типы бетона: Какой тип бетона больше всего подходит для вашего строительства или строительной деятельности?

Раньше в строительстве широко использовался строительный раствор, а сегодня бетон является основным ингредиентом. Основное различие между раствором и бетоном состоит в том, что последний прочнее первого.Бетон представляет собой смесь песка (мелкий заполнитель), цемента, гравия или щебня (крупный заполнитель) и воды. С другой стороны, строительный раствор использует песок в качестве единственного заполнителя.

Почему бетон так важен в современном строительстве?
Когда вы идете по дороге, вы можете видеть бетон повсюду. Он используется при строительстве огромных зданий, мостов, дорог, тротуаров, полов и буквально всего, что может видеть наш глаз. Короче говоря, везде, где есть конструкция, есть бетон.Во-первых, использование бетона важно в современном строительстве, потому что конструкции черпают свою прочность и устойчивость из бетона. Во-вторых, бетон недорогой, и его можно формовать в различных формах. Эта гибкость и универсальность делают бетон самым востребованным строительным материалом в мире.

Бетон изготавливается из натуральных ингредиентов. Следовательно, он экологически чистый и пригоден для вторичной переработки. В качестве сухого заполнителя для приготовления нового бетона можно использовать измельченный вторичный бетон.Пока в мире ведутся строительные работы, спрос на бетон будет постоянным.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Различные виды бетона и их применение
Как правило, в строительстве используется двадцать четыре различных типа бетона в зависимости от типа строительства.

Обычный бетон — это самый простой вид бетона, не требующий армирования.Чаще всего используется смесь цемента, заполнителей и воды в пропорции 1: 2: 4. Плотность этого бетона составляет от 2200 до 2500 кг / кубический метр, тогда как его прочность на сжатие находится в диапазоне от 200 до 500 кг / квадратный сантиметр. Обычно простой бетон используется для устройства тротуаров, пешеходных дорожек и зданий на участках, не требующих высокой прочности на разрыв.

Бетон нормальной прочности — Бетон нормальной прочности аналогичен обычному бетону, поскольку при его приготовлении используются те же ингредиенты.Начальное время схватывания составляет от 30 до 90 минут, в зависимости от свойств используемого цемента и погодных условий на месте. Прочность этого типа бетона составляет от 10 МПа до 40 МПа.

Высокопрочный бетон — Высокопрочный бетон получают путем уменьшения водоцементного отношения до менее 0,35. Такой бетон имеет прочность более 40 МПа. Работа с высокопрочным бетоном представляет собой серьезную проблему из-за его более низкого уровня производительности.

Быстродействующий бетон — Как следует из названия, быстрозарядный бетон приобретает свою прочность в течение нескольких часов после приготовления. Это обеспечивает быстрое строительство зданий и дорог. Одно из наиболее распространенных применений быстропрочного бетона — ремонт дорог.

Бетон высокопрочный — Эти типы бетонный дисплей высокого уровня производительности. Они соответствуют определенным стандартам, таким как быстрое увеличение прочности, простота размещения, высокая проницаемость, высокая долговечность, механические свойства в течение срока службы и решение экологических проблем.

Бетон со сверхвысокими характеристиками — Помимо обычных ингредиентов, используемых для производства бетона, для бетона со сверхвысокими характеристиками требуется микрокремнезем, кварцевая мука и мелкодисперсный кварцевый песок. Также можно использовать высокодисперсные восстановители воды, стальные или органические волокна для улучшения прочности смеси. Преимущество UHPC в том, что он не требует наличия стальной арматуры для усиления конструкции. UHPC имеет прочность на сжатие до 29000 фунтов на квадратный дюйм.

Роликовый уплотненный бетон — Этот тип бетона требует укладки бетона и его уплотнения с помощью дорожных катков.Для этого типа бетона требуется меньше цемента, но он может обеспечить более высокую плотность.

Асфальтобетон — Для наземных дорог, аэропортов, парковок и насыпей плотин требуется асфальтобетон. Они производятся путем смешивания асфальта и заполнителей.

Железобетон — Обычный бетон не имеет высокой прочности на разрыв. Использование арматуры в виде стальных стержней, стержней, сеток или волокон может улучшить общую прочность бетона.RCC имеет огромное применение при строительстве колонн, перекрытий, мостов и других конструкций, требующих высокого уровня прочности.

Товарный бетон — Товарный бетон — это бетон, который смешивается на центральном смесительном заводе и доставляется на строительную площадку в готовом к использованию состоянии. При использовании товарного бетона следует позаботиться о времени, необходимом для транспортировки, поскольку смесь может затвердеть, если произойдет неоправданная задержка.

Штампованный бетон — Подъездные пути, террасы и внутренние полы, требующие эстетичного внешнего вида, обычно используют штампованный бетон.Этот архитектурный бетон позволяет создавать реалистичные узоры, такие как натуральный камень, плитка и гранит, с помощью профессиональных штамповочных подушек.

Самоуплотняющийся бетон — Как следует из названия, этот тип бетона уплотняется своим весом без использования вибрации. Такая бетонная смесь отличается высокой удобоукладываемостью.

Предварительно напряженный бетон — В мегабетонных проектах используются предварительно напряженные бетонные блоки, в которых стержни, используемые в бетоне, подвергаются напряжению до фактического приложения рабочей нагрузки.Процесс строительства требует, чтобы натянутые стержни были надежно размещены с каждого конца устройства. Это делает нижнюю часть конструкции более устойчивой к растяжению. Обычно сборка узлов предварительного напряжения происходит на строительной площадке. Строительство мостов, эстакад, тяжеловесных конструкций требует предварительно напряженного бетона.

Сборный бетон — Небольшие блоки, такие как бетонные блоки, столбы, бетонные перемычки, лестничные клетки и сборные стены, используют сборный железобетон.Преимущество сборного железобетона в том, что он изготавливается по индивидуальным техническим условиям. Сборка агрегатов происходит на строительной площадке.

Торкрет-бетон — Торкрет-бетон отличается от других типов бетона способом его нанесения. Он попадает в конструкционный каркас с помощью насадки. Процесс включает съемку бетона под высоким давлением воздуха, что приводит к одновременной укладке и уплотнению.

Легкий бетон — Бетон, имеющий плотность ниже 1920 кг / куб.м, называется легким бетоном.Некоторые из типичных заполнителей, используемых для производства легкого бетона, — это пемза, шлак и перлит. Он используется в таких приложениях, как строительство длиннопролетных мостовых настилов и их строительных блоков.

Бетон высокой плотности — Также известный как тяжелый бетон, этот тип бетона имеет плотность в диапазоне от 3000 до 4000 кг / кубический метр. Бетон высокой плотности готовится с использованием тяжелых заполнителей, таких как бариты. Некоторые распространенные применения этого типа бетона включают строительство атомных электростанций, где обеспечение высокой устойчивости к любой утечке радиации имеет первостепенное значение.

Полимербетон — В полимерном бетоне заполнители связываются с полимером, а не с цементом, что, в свою очередь, помогает уменьшить объем пустот в заполнителях. Существует три типа полимербетона, которые включают пропитанный полимером бетон, частично пропитанный полимербетон и полимерцементный бетон.

Бетон с воздухововлекающими добавками — Это особый тип бетона, в котором воздух, газ или пена специально вводятся в бетон до 6%.

Limecrete — Limecrete предполагает использование известняка вместо цемента в процессе подготовки. Он находит применение в строительстве полов, куполов и сводов.

Проницаемый бетон — В тротуарах и проездах используется проницаемый или проницаемый бетон, поскольку он позволяет ливневой воде проникать в землю. Такой бетон может решить проблемы с дренажем.

Стеклобетон — В этом современном бетоне используется переработанное стекло в качестве заполнителя для повышения эстетической привлекательности конструкции.Этот бетон не только прочен, но и обеспечивает теплоизоляцию.

Вакуумный бетон — Эта бетонная смесь содержит большую долю воды. Процесс их приготовления заключается в откачке излишков воды с помощью вакуумного насоса, не дожидаясь схватывания бетонной смеси. Этот процесс ускоряет период укрепления конструкции с 28 дней до примерно десяти дней.

Насосный бетон — Высотное строительство требует закачки бетона на большую высоту.Следовательно, на этих строительных площадках используется перекачиваемый бетон, который является жидким по своей природе с высокой удобоукладываемостью, чтобы обеспечить перекачку бетонной смеси по трубам или гибким шлангам.

Свяжитесь с ближайшими к вам ближайшими дилерами по производству бетона и получите бесплатные расценки

Вопрос: Что такое смесь цемента и песка

Строительный раствор состоит из цемента и песка — он не такой прочный, как бетон, но обычно используется в качестве клеевого материала — для наклеивания тротуарной плитки для проектов патио, для пример.

Как называется смесь цемента и песка?

Строительный раствор представляет собой смесь песка, связующего, такого как цемент или известь, и воды, который наносится в виде пасты, которая затем затвердевает.

Какое соотношение песка и цемента?

Какое правильное соотношение песка и цемента для кладки? Для обычных целей смешайте 6 частей песка с 1 частью цемента.

Можно ли использовать пляжный песок в качестве цемента?

№ 2. Как уже говорилось, из немытого песка не получится хороший раствор.

Что такое строительный песок?

Что такое строительный песок? Строительный песок (также известный как песок для штукатурки, каменщика или каменщика) легко различить благодаря более мелким и мелким, ровным частицам. Часто смешивают с водой и цементом для приготовления раствора, он гибкий в работе и гладкий в нанесении.

Какие бывают 5 видов цемента?

  • Обычный портландцемент (OPC) Обычный портландцемент — это наиболее широко используемый тип цемента, который подходит для всех общих бетонных конструкций.
  • Портлендский пуццолановый цемент (PPC)
  • Быстротвердеющий цемент.
  • Цемент быстрого схватывания.
  • Цемент низкотемпературный.
  • Цемент, устойчивый к сульфатам.
  • Цемент доменный шлаковый.
  • Цемент с высоким содержанием глинозема.

Можно ли добавить в смесь слишком много цемента?

Добавление слишком большого количества цемента в бетон может привести к ряду недостатков. Если к смеси будет добавлено слишком много, ухудшится удобоукладываемость бетона, и некоторые заполнители не будут должным образом сцепляться с цементом.Если используется слишком много по сравнению с заполнителем, структурная целостность конечного продукта, вероятно, снизится.

Какое соотношение цементного песка и гравия?

Обычная бетонная смесь 1: 2: 3, то есть 1 часть цемента, 2 части песка и 3 части камня или гравия.

Можно ли сделать бетон только из песка и цемента?

Вы не можете сделать бетон только из песка и цемента, потому что для этого требуется крупный заполнитель, такой как гравий. Каменный компонент является наиболее важным, поскольку именно он придает ему долговечность и прочность.Смешивая простой песок, цемент и воду, вы получаете материал, близкий к раствору.

Можно ли смешать цемент просто с водой?

Цемент, смешанный с водой, образует раствор, который можно использовать для ремонта любых повреждений бетонных конструкций. Эта затирочная смесь на основе цемента также используется в ситуациях, когда обычный бетон не годится, например, при подводном бетонировании. Бетон используется во всем мире, потому что он прочный, экономичный и универсальный.

Что произойдет, если не смешать песок с цементом?

Чтобы получить прочную, эластичную бетонную смесь, вам необходимо получить правильное соотношение заполнителя, песка и цемента.Поэтому, если вы не смешиваете песок с цементом, цемент, конечно, схватится, но даст много усадочных трещин и может не дать желаемого сцепления.

Цемент прочнее бетона?

Цемент не прочнее бетона. Фактически, сам по себе цемент склонен к растрескиванию. Однако в сочетании с заполнителями и водой и давая ему затвердеть, цемент — теперь бетон — необычайно прочен.

Какой песок лучше всего подходит для бетона?

Речной песок или Природный песок Речной песок относится к строительному песку прекрасного качества, который встречается у берегов рек и ручьев.Это бело-серый песок, который является одним из мелкозернистых песков, используемых при строительстве зданий. В основном они используются при бетонных и кладочных работах.

Сколько песка и цемента мне нужно на 100 блоков?

Как правило, вы можете заказать от 600 до 800 фунтов песка на каждые 100 блоков, которые вы устанавливаете, при условии, что вы используете шлакоблок стандартного размера. Вам понадобится от двух с половиной до трех мешков цемента, смешанного с этим песком.

Что такое хорошая бетонная смесь?

Самая безопасная ставка для любой бетонной смеси — четыре-два-один: четыре части щебня; две части песка; и одна часть цемента.Микс четыре-два-один, очевидно, состоит из семи частей. Удобно, что при смешивании бетона соотношение может быть смешано в любом диапазоне масштабов.

Сколько мешков цемента мне нужно на 1 кубический метр?

Таким образом, количество цемента, необходимое на 1 кубический метр бетона = 0,98 / 0,1345 = 7,29 мешка цемента.

Какая смесь песка и цемента самая прочная?

Прочная бетонная смесь имеет вид 1: 3: 5 (цемент, песок, крупный гравий). В этом случае заполнителем являются и песок, и гравий.

Как долго прослужит цемент?

Цемент при правильной укладке имеет срок хранения 3 месяца. Его нельзя хранить бесконечно. Цементные мешки следует хранить на возвышении в сухом герметичном навесе, защищающем их от дождя, влаги, солнечного света и ветра. При работе с мешками с цементом нельзя использовать крючки.

Что такое бетон бедняков?

У нас есть несколько местных компаний, которые предлагают «бетон для бедняков». Я не совсем понимаю, что это, но я видел это на подъездных дорожках и тому подобном.Это белый порошкообразный материал, который они сбрасывают и расплющивают, а когда он намокнет, он должен затвердеть, как цемент.

Какая цементная смесь самая прочная?

Типичное соотношение раствора смеси составляет 1 цемент: 3 песка.

Почему песок смешан с цементом?

Хотя вода облегчает заливку цемента и помогает ему затвердеть, цемент и вода сами по себе не очень хорошо держатся. Добавление песка делает цемент более вяжущим. Цемент, смешанный с водой и песком, становится раствором, пастой, используемой для скрепления кирпичей.

Цемент сильнее песка?

Бетон оценивается по системе, которая показывает прочность смеси после ее отверждения в течение примерно месяца. Чтобы бетон был прочнее, добавьте больше цемента или меньше песка. Чем ближе вы доведете соотношение песка к цементу до равного, тем выше будет оценка.

Что добавить в цемент, чтобы он стал прочнее?

Вы можете добавить больше портландцемента в бетон в мешках, чтобы сделать его прочнее. Также можно добавить гашеную известь.Чтобы сделать бетон максимально прочным, песок должен быть получен из вулканической лавы с высоким содержанием кремнезема.

Что произойдет, если положить в бетон слишком много песка?

Количество цемента: Как правило, увеличение количества цемента увеличивает прочность. Количество песка: очень большое количество песка сделает вашу смесь очень хрупкой и непрочной против всех видов сил.

Заполнитель в бетоне — бетонная сеть

Портлендская цементная ассоциация

Найти производителей: Примеси

Заполнители обычно считаются инертным наполнителем в бетонной смеси.Но более пристальный взгляд показывает, что заполнитель играет важную роль и влияет на свойства как свежего, так и затвердевшего бетона. Изменения градации, максимального размера, веса единицы и содержания влаги могут изменить характер и характеристики вашей бетонной смеси.

Экономия — еще один повод для вдумчивого выбора агрегатов. Часто можно сэкономить, выбрав максимально допустимый размер агрегата. Использование более крупного крупного заполнителя обычно снижает стоимость бетонной смеси за счет снижения требований к цементу, наиболее дорогостоящему ингредиенту.Меньше цемента (в разумных пределах прочности) будет означать меньше воды, если водоцементное (в / ц) соотношение поддерживается постоянным. Более низкое содержание воды снизит вероятность усадки и растрескивания, связанных с ограниченным изменением объема.

Вот обзор наиболее важных факторов, которые следует учитывать при выборе и дозировке заполнителя для бетона.

Типичные общие пропорции

Фото 1. Обратите внимание на хорошо подобранный гранулометрический состав этой обычной бетонной смеси.

Заполнители

составляют от 60% до 80% типичной бетонной смеси, поэтому их необходимо правильно выбирать, чтобы они были долговечными, смешивать для оптимальной эффективности и правильно контролировать, чтобы обеспечить постоянную прочность, удобоукладываемость, обрабатываемость и долговечность бетона (Фото 1 ). Ингредиенты в обычных бетонных смесях обычно попадают в эти пропорциональные диапазоны:

Узнайте больше о материалах, которые входят в состав хорошей бетонной смеси.

Ингредиент Цемент Агрегат Вода Воздух Диапазон 7% — 15% 60% — 80% 14% — 18% 2% — 8%

Качество имеет значение

Убедитесь, что ваш производитель бетона покупает заполнитель хорошего качества, что подтверждается результатами регулярных испытаний заполнителя в соответствии со стандартом ASTM C 33 «Стандартные спецификации для заполнителей бетона».»История хорошей работы местного агрегата также дает представление о том, насколько хорошо материал работает в эксплуатации.

Качественный заполнитель должен быть чистым, твердым, прочным, иметь прочные частицы и не содержать абсорбированных вредных химикатов, покрытий из глины или других загрязнений, которые могут повлиять на гидратацию цемента или уменьшить сцепление пасты с заполнителем. Агрегаты, которых следует избегать, включают:

  • Хрупкие или подверженные расколу.
  • Те, которые содержат значительное количество мягких и пористых материалов.
  • Определенные виды «кремня», поскольку они могут иметь очень низкую устойчивость к атмосферным воздействиям и могут приводить к дефектам поверхности, называемым всплывающими краями (фото 2 и 3).

Поверхность бетонной ровной поверхности, на которой произошел выброс кремня. Выступы, хотя и не являются структурной проблемой, являются раздражающим дефектом поверхности, который может быть источником эстетических жалоб и, если он чрезмерный, может ухудшить качество покрытия в армированных плитах. (Фото любезно предоставлено Портлендской цементной ассоциацией)

Поперечное сечение сердечника, разрезанного в продольном направлении, демонстрирует механизм выталкивания.Некоторые частицы кремня обладают большей абсорбционной способностью, чем заполнители более высокого качества. Находясь рядом с насыщенной поверхностью, они могут впитывать воду, а при замерзании расширяться и раскалывать бетон непосредственно над ним вместе с частью заполнителя. (Фото любезно предоставлено PCA)

Как материал природного происхождения, заполнитель иногда может включать в себя выветрившиеся или нестабильные частицы в поставляемом продукте. Допустимый процент вредных веществ как для мелкого, так и для крупного заполнителя указан в таблицах 1 и 3 ASTM C 33 соответственно.Для некоторых проектов могут потребоваться еще более строгие ограничения. Чтобы избежать проблем после укладки в бетон, которые трудно исправить, убедитесь, что эти пределы не превышены во время подачи материалов.

Градации

Оптимизированная градация на основе наличия заполнителя и требований проекта приведет к получению экономичного бетона с хорошей удобоукладываемостью и отделочностью. Пропорции между крупными и мелкими заполнителями будут меняться в зависимости от уникальных характеристик каждого заполнителя, метода укладки и желаемой отделки.

Граница между мелкими и крупными заполнителями — сито 3/8 дюйма. Модуль крупности (FM) является показателем крупности заполнителя. FM рассчитывается путем сложения кумулятивных процентов по массе, удерживаемых на каждом из заданных сит, и деления суммы на 100 (см. Таблицу 1). FM для мелкого заполнителя должен находиться в диапазоне от 2,3 до 3,1. FM не должен изменяться более чем на 0,2; в противном случае может потребоваться корректировка микса. Чрезмерно мелкие материалы потребуют больше воды и обычно приводят к получению липкой смеси.Излишне крупнозернистый материал приведет к образованию жестких смесей, которые сложнее разместить, закрепить и отделать.

Размер сита Массовый остаток отдельной фракции Процент проходящих по массе Совокупный оставшийся процент по массе
9,5 мм (3/8 дюйма) 0 100 0
4,75 мм (№ 4) 2 98 0
2.36 мм (№ 8) 13 85 15
1,18 мм (№ 16) 20 65 35
600 мкм (№ 30) 20 45 55
300 мкм (№ 50) 24 21 79
150 мкм (№ 100) 18 3 97
Сковорода 3 0
Всего 100 283
Модуль дисперсности = 283 ÷ 100 = 2.83

Таблица 1 — Модуль дисперсности (FM) рассчитывается путем суммирования процента
, остающегося между ситом № 100 и № 4, деленного на 100.

Мелкозернистый заполнитель должен соответствовать градациям градации, указанным в ASTM C 33, Раздел 6. Если имеется недостаток местного мелкозернистого заполнителя, бетон может выиграть от добавления воздухововлекающего материала, дополнительного цемента или дополнительного вяжущего материала (SCM). для устранения этих недостатков.

Широкие диапазоны градации крупнозернистых заполнителей перечислены в таблице 2 стандарта ASTM C 33.Эти широкие диапазоны градации предназначены для использования по всей стране. После того, как градация выбрана для проекта, поддержание градации в узких пределах позволит достичь большей согласованности от партии к партии. Обычно это достигается за счет надлежащего складирования заполнителей и переделки запасов для противодействия чрезмерной сегрегации (Фото 4).

Максимальный размер крупного заполнителя, который может быть использован в смеси, зависит от размера, формы и армирования элемента в соответствии с этими рекомендациями «не превышать» (см. Фото 5 и 6):

  • 3/4 расстояния в свету между арматурой или между арматурой и формами (закрывающее расстояние)

  • 1/3 глубины плиты

  • 1/5 самого узкого размера стержня

Часто заполнители анализируются с использованием комбинированной сортировки мелких и крупных материалов в пропорции, предусмотренной в предлагаемой бетонной смеси (Фото 7).Это дает оценку того, как смесь будет работать в бетоне. В каждом регионе есть свои недостатки в совокупности, но после того, как будет нанесена комбинированная градация агрегатов (процент оставшихся в зависимости от размера сита), эти недостатки можно будет легче определить и исправить. Затем можно рассмотреть альтернативные источники агрегатов или дополнительное смешивание агрегатов, чтобы приблизиться к неуловимой «идеальной» градации, которая обеспечивает лучшую обрабатываемость, прокачиваемость, уменьшенную усадку и экономию (рис. 1).

Обратите внимание, что удаление песка из смеси превращает обычный бетон в смесь без мелких частиц, также известную как «проницаемый бетон» (см. Пропускающие бетонные покрытия).Пропускающий бетон имеет право на получение баллов LEED, системы оценки экологичности зданий, разработанной Советом по экологическому строительству США (USGBC), поскольку он позволяет стокам проникать непосредственно в земляное полотно, подпитывая уровень грунтовых вод.

Фото 4 — Для решения проблемы чрезмерной сегрегации частиц по размеру, дозированию обычно предшествует переработка штабелей по окружности для повторного смешивания размеров, а не работа прямо в штабеле. (Фото любезно предоставлено PCA)

Фото 5 — Рекомендуемый максимальный размер заполнителя для прохождения чистого расстояния между арматурной сталью и размером покрытия.(Фото любезно предоставлено PCA)

Фото 6 — Максимальный размер заполнителя в зависимости от метода укладки и толщины плиты. (Фото любезно предоставлено PCA)

Фотография 7 — Гранулометрический состав от мелкого до крупного заполнителя играет важную роль в удобоукладываемости и производительности бетона. (Фото любезно предоставлено PCA)

Рисунок 1 — Оптимальная комбинированная сортировка заполнителя для обычного бетона. (Любезно предоставлено PCA)

Рекомендуемые товары

Особенности работы с бетоном из незащищенного заполнителя

Подрядчики, укладывающие декоративный бетон с открытым заполнителем, где внешний вид является первоочередной задачей, должны уделять особое внимание форме, текстуре, цвету и общему внешнему виду заполнителя, чтобы получить наилучший внешний вид конечного продукта (Фото 8).При укладке архитектурного бетона следует протестировать пробные смеси и разместить макеты, чтобы убедиться, что все стороны удовлетворены выбранными материалами.

Как гравий, так и щебень обычно подходят для изготовления качественного бетона (Фото 9), хотя гравий обычно предпочтительнее для открытого заполнителя. Использование вторичного бетона, измельченного до бетонного заполнителя надлежащего размера, также показало успешные результаты. Переработанный бетон будет иметь более высокое поглощение и более низкий удельный вес, чем обычные заполнители.Для производства прочного бетона хорошего качества, содержащего часть заполнителя из вторичного бетона, часто требуются пробные бетонные смеси и тщательный мониторинг свойств старого вторичного бетона с корректировкой смеси по мере необходимости.

Бетонное покрытие из открытого заполнителя.

И гравий, и щебень дают качественный бетон. Гравий потребует меньше воды по сравнению с щебнем. Гравий предпочтительнее для бетона с открытым заполнителем в пешеходных дорожках и в декоративных целях.Щебень обычно имеет более прочную связь паста-заполнитель. Щебень является предпочтительным в смеси для дорожных покрытий, поскольку более высокое сцепление паста-заполнитель обеспечивает более высокую прочность на изгиб (фото любезно предоставлено PCA)

Контроль влажности

Рис. 2 — Общая влажность играет роль в удобоукладываемости бетона. Если заполнители слишком сухие, они впитают (украдут) воду из смеси. Если заполнители слишком влажные, необходимо вычесть избыточную влажность из предполагаемого количества воды для смешивания.(Фото любезно предоставлено PCA)

Поглощение и поверхностная влажность заполнителей — простые, но критически важные аспекты производства бетона, который постоянно обеспечивает заданную или заданную прочность. Фундаментальная взаимосвязь между соотношением воды и цемента и прочностью начинается с поправки на влагосодержание или поглощение заполнителями.

Агрегаты чем-то похожи на маленькие твердые губки. Расчет конструкции смеси проводится при условии, что заполнители находятся в состоянии насыщенной сухой поверхности (SSD), что означает, что их абсорбция удовлетворительна, и вода не берется из смеси и не добавляется в нее.Если их поглощение неудовлетворительно, эти «губки» отбирают воду из заданного количества воды для смешивания, уменьшая оседание бетона. Если «губки» чрезмерно влажные (сверх этого количества для удовлетворения абсорбции), необходимо вычесть лишнюю воду из количества дозированной воды для смешивания. В противном случае целевое соотношение воды и воды будет превышено, и сила будет уменьшаться (Рисунок 2).

Важные общие правила

DO использует заполнитель, соответствующий стандарту ASTM C 33, «Стандартные спецификации для бетонных заполнителей.«Заполнители должны быть прочными, чистыми, твердыми, долговечными и не содержать излишков мелких частиц или загрязнений, которые могут повлиять на гидратацию цемента или нарушить сцепление пасты и заполнителя.

НЕ превышайте пределы содержания вредных веществ в мелких и крупных заполнителях. Эти пределы представлены в таблицах 1 и 3 ASTM C 33 соответственно. Некоторые спецификации могут потребовать более строгих ограничений.

DO контролирует влажность крупных и мелких заполнителей на регулярной основе, чтобы обеспечить согласованность и однородность от партии к партии.Датчики влажности в бункерах для заполнителей должны быть откалиброваны в соответствии с рекомендациями производителей. Зонды влажности также следует периодически проверять с помощью стандартных определений влажности при выгорании (ASTM C 566).

DO убедитесь в правильном управлении запасами. Они должны быть построены горизонтальными или пологими слоями, чтобы уменьшить сегрегацию, и располагаться на достаточном расстоянии, чтобы обеспечить правильную работу свай. В областях, где пространство двора ограничено и склады трудно разделить, следует использовать барьеры, чтобы избежать смешивания и перекрестного загрязнения материалов разного размера.

Для получения дополнительной информации о расчете заполнителей и бетонной смеси читайте:

Проектирование и контроль бетонных смесей, Ассоциация портландцемента (см. Главу 5, Заполнители для бетона).

Отчет комитета Американского института бетона (ACI) 221R-96, Руководство по использованию заполнителей нормального и тяжелого веса в бетоне, раздел 4.5.

Найти производителей: Примеси

Расчет пропорции бетонной смеси, основанный на пустоте упаковки частиц и испытаниях на прочность на сжатие и модуль упругости бетона

Материалы (Базель).2021 фев; 14 (3): 623.

Поступила в редакцию 26 декабря 2020 г .; Принято 21 января 2021 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

В соответствии с основным принципом плотной упаковки частиц и с учетом взаимодействия между частицами была предложена модель плотной упаковки сыпучих материалов в бетоне.При создании этой модели были проведены испытания бинарной упаковки частиц щебня и песка. Соответствующий анализ результатов испытаний определяет взаимосвязь между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей упаковки частиц, а затем была получена фактическая доля пустот в упаковке частиц, на основе которой было объединено соотношение воды и связующего для определения количество различных материалов в бетоне. Предложенный метод расчета бетонной смеси был использован для приготовления бетона, его прочность на сжатие и модуль упругости были испытаны экспериментально.Результаты испытаний показывают, что объемная доля заполнителя приготовленного бетона увеличилась, а удобоукладываемость бетонной смеси с соответствующим количеством водоредуктора соответствует проектным требованиям. Когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона увеличивалась по сравнению с контрольным бетоном, а степень улучшения прочности на сжатие увеличивалась с уменьшением отношения вода – вяжущее; когда соотношение вода-связующее составляло 0,42,0.47, или 0,52, статический модуль упругости бетона увеличился по сравнению с контрольным бетоном, а степень улучшения модуля упругости также увеличилась с уменьшением соотношения вода-вяжущее. Модуль упругости и прочность на сжатие подготовленного бетона имеют положительную корреляцию. Результаты показывают, что метод расчета бетонной смеси, предложенный в этом исследовании, осуществим и в определенном смысле является передовым.

Ключевые слова: бетон , пористость, расчет бетонной смеси, прочность на сжатие, модуль упругости

1.Введение

Соотношение бетонной смеси — это пропорциональное соотношение между количеством каждого составляющего материала в бетоне, а характеристики бетона тесно связаны с его соотношением в смеси. В разных странах существуют разные методы расчета соотношений компонентов смеси. Американский метод ACI прост и удобен, а соотношение бетонной смеси можно определить, просмотрев соответствующие формы [1]. Британский метод BRE аналогичен методу ACI в выборе параметров, но при разработке соотношения смеси учитывается больше факторов [2].Французский метод Дре более точно учитывает параметры в расчете соотношения компонентов смеси. Французский метод де ларрада основан на физических и математических моделях, поэтому в теории он лучше [3]. Китайский метод JG55 [4] является полуэмпирическим и для большей части Китая является универсальным и действенным методом расчета бетонной смеси.

Среди материалов, составляющих бетон, крупнозернистый заполнитель, мелкий заполнитель и вяжущие материалы — все гранулированные материалы, и можно сказать, что бетон представляет собой плотное твердое тело, образованное путем заполнения этих гранулированных материалов друг другом [5].Согласно принципам упаковки частиц и материаловедению, способ упаковки гранулированных материалов в бетон оказывает большое влияние на их макромеханические свойства; то есть чем плотнее упаковка частиц, тем меньше пустоты и больше точек контакта между частицами, что теоретически приводит к более высокой прочности бетона [6]. Плотная упаковка означает, что когда частицы упакованы, пространства между крупными частицами заполняются более мелкими частицами, а пространства между более мелкими частицами затем заполняются более мелкими частицами [7], чтобы достичь максимальной компактности.Поэтому конструкция бетонной смеси на основе плотно упакованных частиц привлекла внимание исследователей. Хуан Чжао-лонг [8,9,10] предложил «Метод расчета пропорций плотной смеси встречного заполнения», который сначала заполняет зольную пыль в песке, а затем засыпает лучшую смесь золы-уноса и песка в щебень, таким образом определяя максимальный удельный вес каждого твердого материала в бетоне посредством испытаний на набивку, а затем получая минимальный коэффициент пустотности. Вдохновленный «Методом расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением», Ван Лин-лин [11] предложил «Метод расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением», который отличается от «метода расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением» тем, что материал заполняется в другом порядке; То есть сначала в щебень засыпается песок, а затем зола-унос заливается в оптимальную смесь песка и щебня.Ван Ли-цзю [12] предложил «Расчет коэффициента заполнения бетона с коэффициентом заполнения», в котором коэффициент заполнения отражает пропорциональное соотношение между заполнителем и заполнителем бетона; в бетоне, разработанном этим методом, снижается расход цемента на кубический метр бетона, а также улучшаются текучесть и прочность бетона. Fu Pei-xing [13], основываясь на характеристиках гетерогенных композитов на основе цемента, указал, что бетон состоит из четырех объемов: цементного теста, воздуха, песка и камня; они предложили, чтобы расчет соотношения бетонной смеси был основан на этих четырех объемных соотношениях, в которых количество песка и гравия определяется в соответствии с принципом плотной упаковки.Нан Су [14] предложил метод расчета смеси для текучего бетона средней прочности с низким содержанием цемента; этот метод сначала определяет коэффициент упаковки (содержание заполнителя), а затем в пустоты между заполнителями заполняют связующую пасту, чтобы получить бетон, который имеет желаемую удобоукладываемость и прочность. В методе, предложенном Х. Ф. Кампосом [15], пропорции между мелкими материалами и агрегатами основаны на методах упаковки частиц; его метод был использован для производства высокопрочного бетона, который был испытан и показал высокую прочность на сжатие и высокий модуль упругости.В дополнение к приведенному выше обзору существует множество других связанных исследований [16,17,18,19].

Это исследование предлагает новый метод расчета соотношения бетонной смеси. Метод основан на испытании бинарной упаковки частиц щебня и песка, и соотношение между соотношением размеров частиц и оставшейся объемной долей упаковки частиц определяется посредством анализа результатов испытания. Кроме того, получается фактическая пористость упаковки частиц, а затем соотношение воды и связующего объединяется для определения количества различных материалов в бетоне.Затем предлагаемый метод расчета бетонной смеси используется для приготовления бетона, и проверяются его прочность на сжатие и модуль упругости, два основных параметра при проектировании бетонных конструкций.

2. Модель упаковки частиц в бетоне

2.1. Базовая модель упаковки твердых частиц

Крупные и мелкие заполнители и вяжущие материалы представляют собой гранулированные материалы в бетоне. Принимая во внимание взаимное заполнение частиц с разными размерами, частицы упаковываются с целью достижения максимальной компактности или минимального коэффициента пустотности после смешивания частиц.Основное модельное выражение для упаковки частиц выглядит следующим образом:

Объемная доля крупного заполнителя:

Объемная доля мелкого заполнителя:

Объемная доля вяжущего материала:

y3 = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3)

(3 )

Общая объемная доля для упаковки частиц:

y3 = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3)

(4)

где φ1, φ2 и φ3 — пористость крупного заполнителя, мелкого заполнителя и вяжущего материала, соответственно (%). Кроме того,

где ρ0i и ρ0i ′ — кажущаяся плотность и естественная объемная плотность каждого материала, соответственно, в кг / м 3 .

Данная модель упаковки предложена на основе теоретической плотной упаковки между частицами с различными размерами частиц; то есть мелкие заполнители заполняются в промежутках крупных заполнителей, а вяжущие материалы заполняются в промежутках крупных и мелких заполнителей.

2.2. Взаимодействие между частицами в системе упаковки

Когда частицы разных размеров смешиваются, они оказывают пространственное влияние друг на друга, описываемое эффектом расклинивания [20]. Когда преобладают крупные частицы, практически все мелкие частицы заполняют пустоты между крупными частицами.Однако некоторые изолированные мелкие частицы могут задерживаться в узких зазорах между крупными частицами, а не заполнять пустоты между крупными частицами. В результате крупные частицы расклиниваются, что приводит к образованию пустот в промежутках между крупными частицами. Когда преобладают мелкие частицы, крупные частицы рассеиваются в море мелких частиц, так что между соседними крупными частицами всегда остается промежуток. Однако ширина зазора может быть распределена неравномерно, а некоторые зазоры могут быть относительно небольшими.Если зазор слишком мал, чтобы вместить даже один слой мелких частиц, их слой внутри зазора не может быть полным, и внутри зазора может быть только одна или две изолированные мелкие частицы, что приводит к образованию относительно больших пустоты.

Эффект расклинивания делает фактическую пористость пакета частиц больше теоретической пористости пакета частиц, и это взаимодействие между частицами связано с соотношением размеров частиц между частицами [20].

2.3. Модификация базовой модели упаковки частиц

2.3.1. Испытание на бинарную упаковку частиц

Были выбраны частицы размером 22,75, 17,5, 12,75, 7,125, 3,555, 1,77, 0,89, 0,45 и 0,225 мм, и каждый размер представлял собой среднее арифметическое значений соседних размеров сит стандартного сита для бетона. песок и гравий, указанные в стандарте для технических требований и метода испытаний песка и щебня (или гравия) для обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, JGJ52-2006).

Выбранные частицы были объединены попарно и распределены в 20 групп в соответствии с соотношением размеров частиц от малого к большому, а затем 20 групп частиц были подвергнуты испытаниям на упаковку частиц. В соответствии с базовой моделью упаковки частиц (уравнения (1) и (2)) определяется количество крупных и мелких агрегатов, и из-за эффекта расклинивания остается остаточное количество частиц в фактическом процессе упаковки. Остаточное количество может быть измерено в тесте на упаковку, а остаточная объемная доля частиц рассчитывается как

f2 (xi) = mdi + 1′ρi + 1⋅Vc

(7)

где, f1 (xi) — остаточная объемная доля частиц размером di,%; f2 (xi) — остаточная объемная доля частиц размером di + 1,%; mdi′ — остаточная масса частиц размером di, кг; mdi + 1′ — остаточная масса частиц размером di + 1, кг; ρi — кажущаяся плотность частиц с размером частиц di, кг / м 3 ; ρi + 1 — кажущаяся плотность частиц с размером частиц di + 1, кг / м 3 ; Vc — объем контейнера, м 3 .

Тест бинарной упаковки частиц и его результаты показаны в.

Таблица 1

Испытание на бинарную упаковку частиц.

4,923
xi Состав частиц di и di + 1
(di + di + 1)
mdi ′ (кг) mdi + 1 ′ (кг) f1 (xi) f2 (xi)
1 1,3 22,75 + 17,5 4,434 2,146 0.1626 0,0787
2 1,784 22,75 + 12,75 4,341 1,778 0,1592 0,0652
3 2
3 2 0,45 + 0,2 2 900 0,2 0,1689 0,0576
4 2,456 17,5 + 7,125 4,066 1,325 0,1491 0,0486
5 3.193 22,75 + 7,125 4,123 1,055 0,1512 0,0387
6 4,01 7,125 + 1,777 3,979 0,983 1688 0,145943 0,145943 17,5 + 3,555 3,859 0,508 0,1415 0,0195
8 6,4 22,75 + 3,555 3.611 0,527 0,1324 0,0202
9 8,006 7,125 + 0,89 3,420 0,498 0,1254 0,0191
9 1743 8

2,850
0,485 0,1045 0,0186
11 12,8 22,75 + 1,777 2,702 0,446 0,0991 0.0171
12 14,326 12,75 + 0,89 2,315 0,399 0,0849 0,0153
13 19,663 17,5 + 0,89

88

0,08 9004 0,0116
14 25,56 22,75 + 0,89 1,876 0,255 0,0688 0,0098
15 31.667 7,125 + 0,225 1,669 0,138 0,0612 0,0053
16 38,889 17,5 + 0,45 1,775 0,125 0,06548

88

88

88

88

88 50,556

22,75 + 0,45 1,489 0,130 0,0546 0,0050
18 56,667 12,75 + 0,225 1.456 0,133 0,0534 0,0051
19 77,778 17,5 + 0,225 1,385 0,120 0,0508 0,0046
,1 22 0,0046
,1 22 0,128 1,323 0,109 0,0485 0,0042

Кривая зависимости между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц построена на основе результатов испытаний, как показано на рис.Из этого видно, что соотношение размеров частиц x i оказало аналогичное влияние на остаточные объемные доли частиц f1 (xi) и f2 (xi); то есть, когда x i увеличилось, и f1 (xi), и f2 (xi) показали тенденцию к снижению. Однако наблюдалась разница в степени влияния между частицами разного размера, т. Е. Когда x i превышало 5, влияние частиц диаметром di + 1 на частицы диаметром di было значительно больше. чем у частиц диаметром di на частицы диаметром di + 1.

Кривая зависимости между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц.

2.3.2. Корректировка базовой модели

Для упрощения модели были сделаны следующие допущения: (1) система бетонной набивки состояла из разных материалов, и каждый материал принимал свой среднеобъемный размер частиц в качестве характерного размера частиц; (2) имелась большая разница в размере частиц между материалами бетонной композиции, такими как крупный заполнитель, мелкий заполнитель и вяжущий материал.Мы проигнорировали влияние между частицами несмежного размера; то есть, мы рассматривали только эффекты между крупным заполнителем и мелким заполнителем и эффекты между мелким заполнителем и вяжущим материалом, в то время как эффекты между крупным заполнителем и вяжущим материалом не принимались во внимание.

На основе результатов испытания на упаковку частиц и сделанных выше предположений базовая модель (уравнения (1) — (4)) была модифицирована, и модифицированное модельное выражение выглядит следующим образом:

Фактическая объемная доля грубых частиц заполнитель:

Фактическая объемная доля мелкого заполнителя:

y2 ′ = φ1′⋅ (1 − φ2 ″)

(9)

Фактическая объемная доля вяжущего материала:

y3 ′ = φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1 − φ3 ′)

(10)

Фактическая общая объемная доля для упаковки частиц:

y ′ = 1 − φ1 ′ + φ1′⋅ (1 − φ2 ″) + φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1− φ3 ′)

(11)

где φ1 ′, φ2 ″ и φ3′ — фактическая пористость крупного заполнителя, мелкого заполнителя и вяжущих материалов.

Подставляя остаточные объемные доли частиц в уравнения (8) — (10), мы получаем следующее:

Фактическая объемная доля крупного заполнителя:

y1 ′ = 1 − φ1 ′ = (1 − φ1) ⋅ (1 −f1 (x1))

(12)

Фактическая объемная доля мелкого заполнителя:

y2 ′ = φ1′⋅ (1 − φ2 ″) = φ1⋅ (1 − φ2) ⋅1 − f2 (x1) × (1 − f1 (x2))

(13)

Фактическая объемная доля вяжущего материала:

y3 ′ = φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1 − φ3 ′) = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3) ⋅ (1 — f2 (x2))

(14)

где, f1 (x2) и f2 (x2) — остаточные объемные доли частиц размером d1 и d2 при соотношении размеров x1; f1 (x2) и f2 (x2) — остаточные объемные доли частиц размером d2 и d3 при соотношении размеров x2.

2.3.3. Определение фактического объема пустот в уплотнении частиц

Решение по уравнениям (12) — (14):

Фактический объем пустотности грубого заполнителя:

φ1 ′ = φ1 + f1 (x1) −φ1⋅f1 (x1)

(15)

Фактическая пустота мелкого заполнителя:

φ2 ″ = 1 − φ1⋅ [1 + φ1⋅f2 (x1) −φ1 − f2 (x1)] ⋅ [1 − f2 (x1)] φ1 + f1 (x1) −φ1 ⋅f1 (x1)

(16)

Фактическая пористость цементирующего материала:

φ3 ′ = 1− (1 − φ3) ⋅ [1 − f2 (x2)] 1 − f2 (x1)

(17)

где f1 (xi) = 0,212xi − 0.327; f2 (xi) = 0,0894xi − 0,715.

3. Проектирование бетонной смеси

3.1. Материалы

(1) Цемент: портландцемент обыкновенный с классом прочности 42,5; основные компоненты показаны на, а основные технические характеристики показаны на.

Таблица 2

Основные компоненты цемента (массовая доля).

217,913 9008
Основной минеральный состав (%) Основной химический состав (%)
C 2 S C 3 S C 3 A C 4 AF 913 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 LOI 51 11 13 20,18 4,98 3,28 60,92 4,59 1,78 3,48

Таблица 3

Основные технические свойства цемента.

Класс прочности Время схватывания (мин) Кажущаяся плотность (г / см 3 ) Прочность на сжатие (МПа) Прочность Средний размер частиц (мкм) )
Начальная Окончательная 3d 28d
42.5 176 403 3,158 22,6 49,8 Квалифицированный 20,8 52,5%

(2) Мелкозернистый заполнитель: речной песок во II зоне; основные технические характеристики представлены в.

Таблица 4

Основные технические свойства песка.

50

Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 ) Пустота (%) Средний объемный размер частиц (мм) Модуль дисперсности 13
2607 1473 43.5 0,99137 2,51

(3) Крупный заполнитель: щебень, сплошная градация 5–25 мм; основные технические характеристики представлены в.

Таблица 5

Основные технические свойства щебня.

Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 ) Пустота (%) Средний объемный размер частиц (мм) Индекс измельчения (%)
2727 1466 46.2 15.862 9

(4) Водовосстанавливающий агент: высокоэффективный водовосстанавливающий агент на основе поликарбоновой кислоты, светло-желтая жидкость с плотностью 1,1 г / см 3 и pH 7,0–8,0.

(5) Вода: питьевая вода.

3.2. Фактическая пустота частиц

На основе основных технических параметров составляющих бетонных материалов фактические пустоты гранулированного материала в бетоне были рассчитаны по уравнениям (15) — (17), как показано на рис.

Таблица 6

Фактическая пористость сыпучих материалов в бетоне.

137
Средний размер частиц по объему (мм) xi f1 (xi) f2 (xi) φi (%) Фактический остаток (%)
Крупный заполнитель 15,862 16 0,0856 0,0123 46,2 50,8
Мелкий заполнитель 0 47,662 0,06 0,00565 43,5 49,0
Цемент 0,0208 1,359 0,192 0,0817 52,5 55,69 900 с учетом взаимодействия между частицами в системе насадки фактическая доля пустот между частицами увеличилась; то есть пористость крупного заполнителя увеличилась с 46,2% до 50.8%, пористость мелкозернистого заполнителя увеличилась с 43,5% до 49,0%, а пористость цемента увеличилась с 52,5 до 55,6%.

3.3. Состав бетона Количество материалов на м

3

Были выбраны три соотношения вода-вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52, расчетная осадка бетонной смеси составляла 70–90 мм.

Расчет количества щебня, песка, цемента и воды в 1 м бетона 3 выглядит следующим образом:

м1 = V⋅y1′⋅ξ⋅ρ01

(18)

м2 = V⋅y2′⋅ξ⋅ρ02

(19)

м3 = V⋅y3′⋅ξ⋅ρ03

(20)

где m1, m2, mw — масса щебня, песка, цемента и воды, кг; ρ01, ρ02, ρw — кажущаяся плотность щебня, песка, цемента и воды, кг / м 3 ; V — объем бетона, принимаемый за 1 м 3 ; ξ — коэффициент объемной усадки выражается следующим образом:

ξ = 1y1 ′ + y2 ′ + y3 ′ + yw

(22)

где y w — объемная доля воды, выраженная следующим образом:

yw = WB⋅ρ03⋅y3′ρw

(23)

где W / B — соотношение вода – связующее.

Поместите уравнения (8) — (10), (22) и (23) и различные параметры материала в уравнения (18) — (21), и вы сможете получить количество щебня, песка, цемента и воды. в 1 м бетона 3 , см. C-1, C-2 и C-3 дюйм.

Таблица 7

Вт / с Цемент (кгм 3 ) Песок (кгм 3 ) Щебень (кгм 3 ) Вода (кгм 3 ) Массовая доля восстановителя воды (в процентах от массы цемента) %)
C0-1 0.42 511,9 511,0 1137,4 215,0 0
C0-2 0,47 457,5 558,7 1134,1 215,0

43

0 215,0

43

0,52 413,5 605,1 1123,7 215,0 0
C-1 0,42 369,2 626,1 1330,0 155.1 0,6
C-2 0,47 362,7 615,1 1306,7 170,5 0,4
C-3 0,52 356,1 900,9 185,2 0,2

In, C0-1, C0-2 и C0-3 являются контрольным бетоном, а расчет соотношений смеси основан на Спецификации для расчета пропорций смеси обычного бетона (национальный стандарт Китайская Народная Республика, JGJ55-2011).Количество введенного водовосстанавливающего агента было определено испытанием бетонной смеси на удобоукладываемость. Все бетонные смеси соответствовали расчетной осадке 70–90 мм, расслоения и расслоения отсутствовали.

4. Испытание бетона на прочность при сжатии

Испытание проводилось в соответствии с методом испытания бетона на прочность на сжатие, указанным в Стандарте для метода испытаний механических свойств обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, Великобритания / Т50081-2002).В этом методе есть три образца для испытаний размером 100 мм × 100 мм × 100 мм в каждой группе, и результат испытания представляет собой среднее значение значений прочности на сжатие трех образцов для испытаний. Результаты испытаний показаны в, в котором данные рядом с столбцом представляют собой среднее значение и стандартное отклонение (в скобках) прочности на сжатие, а экспериментальные данные менее дискретны.

Прочность бетона на сжатие.

Из этого видно, что при соотношении вода – связующее, равном 0.42, 0,47 и 0,52, закон развития прочности на сжатие бетона в группе C с возрастом в основном соответствовал закону развития прочности на сжатие контрольного бетона (C0) с возрастом и прочности на сжатие бетона в обеих группах. увеличивается с увеличением возраста. В том же возрасте закон изменения прочности на сжатие бетона группы C с водоцементным соотношением был таким же, как закон изменения прочности на сжатие бетона группы C0 с соотношением вода – цемент.Прочность на сжатие бетона обеих групп уменьшалась с увеличением водоцементного отношения; однако, когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона в группе C была выше, чем у контрольного бетона с таким же соотношением воды и вяжущего. Скорость роста прочности бетона на сжатие показана на. Из этого видно, что бетон с отношением воды к вяжущему, равным 0,42, имел наивысшую скорость роста прочности на сжатие в каждом возрасте, за ним следует бетон с отношением воды к вяжущему, равным 0.47, а затем 0,52. За исключением одной точки, можно сказать, что чем меньше соотношение вода-связующее, тем больше скорость роста прочности на сжатие в каждом возрасте.

Таблица 8

Скорость роста прочности бетона на сжатие (%).

Упругое сопротивление 5. Бетон при статическом сжатии

Испытание проводилось в соответствии с методом испытания модуля упругости бетона при статическом сжатии, указанным в Стандарте для метода испытаний механических свойств обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, Великобритания / Т50081-2002).В методе каждая группа имела шесть образцов размером 150 мм × 150 мм × 300 мм, которые были отверждены в течение 28 дней перед испытанием. Среди них три образца использовались для проверки прочности бетона на осевое сжатие, а три других образца использовались для проверки модуля упругости бетона. Результаты испытаний берутся как среднее значение испытанного модуля упругости трех образцов, как показано на, где данные рядом с столбцом представляют собой среднее значение и стандартное отклонение (в скобках) модуля упругости, а экспериментальные данные менее дискретны.

Модуль упругости бетона.

Как видно из рисунка, при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52 закон изменения модуля упругости бетона группы C с соотношением вода – вяжущее в основном согласовывался с законом изменения упругого модуль упругости контрольного бетона с соотношением воды и вяжущего. Когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, модуль упругости бетона в группе C был выше, чем в группе C0 с тем же соотношением воды и цемента.В частности, когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, модуль упругости бетона увеличился на 20,44%; при соотношении вода – вяжущее 0,47 модуль упругости бетона увеличился на 17,55%; при соотношении вода – вяжущее 0,52 модуль упругости бетона увеличился на 15,95%. Чем меньше соотношение вода – вяжущее, тем больше увеличивается модуль упругости бетона.

Отношение между напряжением и деформацией до предельного напряжения бетона при осевом сжатии показано на.Из этого видно, что при том же водоцементном соотношении восходящий участок кривых растяжения группы C был круче, чем у группы C0, а предел прочности увеличивался.

Взаимосвязь между напряжением и деформацией бетона.

6. ​​Анализ и обсуждение

Метод расчета бетонной смеси, предложенный в этом исследовании, был основан на плотной упаковке частиц. Поскольку заполнитель представлял собой гранулированный материал с наибольшей долей в бетоне, объемная доля заполнителя в бетоне, приготовленном этим методом, увеличивалась в разной степени.Объемная доля заполнителя указана в. Как видно из, когда соотношение вода – связующее составляло 0,42, 0,47 и 0,52, объемная доля заполнителя увеличивалась на 18,72%, 13,49% и 8,97% соответственно.

Таблица 9

Объемная доля заполнителя в бетоне.

Возраст (д)
3 7 28 90
C-1 22.09 23.02 23,154
C-2 24,13 20,94 17,88 18,80
C-3 16,87 20,44 16,94 11,47
C0-1 C0-2 C0-3 C-1 C-2 C-3
Объемная доля агрегата (%) 61.31 63,02 64,42 72,79 71,52 70,20
Скорость увеличения совокупной объемной доли (%) 18,72 13,49

943 91

Срезы образца бетона были взяты случайным образом. Грубая совокупная информация была извлечена на разрезе с помощью программного обеспечения для обработки изображений IPP, и была выполнена обработка оттенков серого, как показано на.Из этого можно интуитивно увидеть распределение крупного заполнителя в бетоне, среди которых крупный заполнитель в группе C0 был взвешен в матрице цементного раствора, в то время как крупный заполнитель в группе C был близко расположен и даже перекрывался друг с другом, образуя относительно каркас из плотного бетона.

Распределение крупного заполнителя по участкам бетона.

Бетон — это многофазный композитный материал, состоящий из раствора, крупного заполнителя и переходной зоны между ними.Поскольку заполнитель имеет большую объемную долю в бетоне, особенно крупный заполнитель, он оказывает большое влияние на механические параметры, такие как прочность на сжатие и модуль упругости в условиях определенного вяжущего материала и водоцементного отношения [21].

В бетоне группы C более высокая объемная доля заполнителя заставляет заполнитель более плотно распределяться в бетоне (как видно из), так что заполнитель действует как больший каркас в бетоне. Кроме того, из этого видно, что при соотношении вода – связующее было 0.42, 0,47 и 0,52, степень увеличения прочности на сжатие бетона в группе C увеличивалась с уменьшением соотношения вода – вяжущее. Это в основном связано с тем, что скорость увеличения объемной доли заполнителя в бетоне в группе C увеличивалась по мере уменьшения соотношения вода-вяжущее (см.), Что также доказывает с другой точки зрения, что увеличение объемной доли заполнителя полезно для улучшения прочность бетона на сжатие. В этом исследовании прочность бетона на сжатие увеличивалась с увеличением объемной доли заполнителя, что согласуется с результатами исследований, приведенными в ссылке [22].

показывает микроморфологию переходной зоны бетонной поверхности раздела, полученную на сканирующем электронном микроскопе. Из рисунка видно, что при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52 в переходной зоне межфазной границы контрольного бетона наблюдались явные микротрещины и дефекты; в то время как микротрещины в межфазной переходной зоне бетона в группе C не были столь очевидны, как микротрещины в контрольном бетоне с таким же соотношением воды и связующего, и дефектов было относительно мало. Микротрещины в переходной зоне поверхности раздела в основном возникают из-за ранней усадки бетона, и увеличение объемной доли заполнителя увеличит степень сдерживания заполнителя при усадке раствора, тем самым улучшив микротрещины в бетоне. интерфейсная переходная зона [23].Разрушение обычного бетона при сжатии в основном происходит в переходной зоне границы раздела и части цементного камня, поэтому улучшение переходной зоны раздела фаз напрямую приведет к увеличению прочности бетона на сжатие.

Микроморфология переходной зоны раздела в бетоне (× 2000).

Из этого видно, что при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 или 0,52 модуль упругости бетона группы C был выше, чем у контрольного бетона с таким же соотношением воды и вяжущего, и степень увеличения модуль упругости также увеличивался при уменьшении соотношения вода – связующее.Заполнитель — это компонент с наибольшим модулем упругости в бетоне, поэтому увеличение объемной доли заполнителя может в определенной степени увеличить модуль упругости бетона. Как видно из, когда соотношение вода-вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, предел прочности бетона в группе C был больше, чем у контрольного бетона с таким же соотношением вода-вяжущее при осевом сжатии, что указывает на то, что модуль упругости бетона имеет положительную корреляцию с прочностью на сжатие, что согласуется с результатами исследований в литературе [22].

Кроме того, из этого видно, что при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 или 0,52 количество цемента в группе C было ниже, чем в группе C0 с таким же соотношением воды и вяжущего. Производство портландцемента требует большого количества энергии, выделяя значительное количество CO 2 [16], а большое количество потребляемой энергии и выбросы CO 2 окажут большое влияние на среду обитания человека. Следовательно, уменьшение количества цемента в бетоне имеет большее значение для защиты окружающей среды и устойчивого развития.

7. Выводы

В этом исследовании был предложен метод расчета бетонной смеси, основанный на принципе плотной упаковки частиц, и этот метод был использован для приготовления бетона. Экспериментально исследованы прочность на сжатие и модуль упругости бетона. Наблюдалось грубое распределение заполнителя и переходная зона раздела в бетоне, и были сделаны следующие выводы:

  • (1)

    Метод расчета пропорции бетонной смеси, основанный на межчастичной пористости, предложенный в исследовании, является своего рода расчетом. метод дозирования бетонной смеси по принципу плотной упаковки частиц.

  • (2)

    Функциональная зависимость между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц является основой для определения фактической пористости гранулированного материала в бетоне.

  • (3)

    Крупные заполнители в бетоне, приготовленном методом, предложенным в этом исследовании, тесно распределены и даже перекрывают друг друга, образуя относительно плотный каркас бетонного ядра. Также в определенной степени уменьшаются микротрещины и дефекты в межфазной переходной зоне бетона.

  • (4)

    В бетоне наблюдается увеличение объемной доли заполнителя и соответствующее уменьшение количества цемента, а при добавлении соответствующего количества водоредуцирующего агента удобоукладываемость бетонной смеси соответствует требования к дизайну.

  • (5)

    Когда соотношение воды и связующего составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона возрастом 3, 7, 28 или 90 дней увеличивалась по сравнению с контрольным бетоном при того же возраста, и степень увеличения прочности на сжатие увеличивалась по мере уменьшения соотношения вода – связующее.

  • (6)

    Когда соотношение вода-вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, статический модуль упругости бетона увеличивался по сравнению с таковым у контрольного бетона, и степень увеличения статического модуля упругости увеличивалась по мере увеличения отношение воды к связующему уменьшилось, показывая, что модуль упругости положительно коррелирует с прочностью на сжатие.

Вклад авторов

Концептуализация, Y.-H.C. и Б.-Л.З .; следствие, Б.-Л.З., С.-Х.Й. и B.-Q.T .; кураторство данных, Б.-Л.З .; письменность — подготовка оригинального черновика, Y.-H.C .; написание — просмотр и редактирование, Y.-H.C .; наблюдение, Y.-H.C .; привлечение финансирования, Y.-H.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51874076).

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в этом исследовании, находятся в открытом доступе.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​филиалов организаций.

Ссылки

1. Yang Z.J. Прогресс применения анализа данных при проектировании бетонных смесей. Компр. Летучей золы. Util. 2015; 1: 53–56. [Google Scholar] 2. Мэн Л.-К. Исследование пропорции смеси бетона на основе коэффициента избытка пасты.Яньтайский университет; Яньтай, Китай: 2018. [Google Scholar] 3. Чжан X., Чжао М. Анализ и размышления о различных теориях проектирования бетонных смесей; Материалы симпозиума по бетону и цементным изделиям; Ухань, Китай. 3 июля 2013 г. [Google Scholar] 4. Министерство жилищного строительства и городского и сельского строительства Китайской Народной Республики. Спецификация для расчета пропорции смеси обычного бетона. Пресса Китайской Строительной Промышленности; Пекин, Китай: 2011. JGJ 55-2011. [Google Scholar] 5. Хань X.-H. Исследование пропорций смеси бетона на основе удобоукладываемости.Университет Цинхуа; Пекин, Китай: 2010. [Google Scholar] 6. Пэн Х. Исследование метода расчета бетонной смеси на основе оптимальной градации агрегатов. Пекинский университет строительства и архитектуры; Пекин, Китай: 2014. [Google Scholar] 7. Пэн З.-К. Исследования по проектированию бетонной пропорции с учетом градации и плотности бетона. Куньминский университет науки и технологий; Куньмин, Китай: 2010. [Google Scholar] 8. Хуан З.-Л., Чжань Ю.-Й. Стратегия проектирования долговечности высокопрочного бетона методом плотного соотношения; Материалы научной конференции по исследованию и применению высококачественного бетона через Тайваньский пролив в новом веке; Шанхай, Китай.1 июня 2002 г .; С. 14–20. [Google Scholar] 9. Хуан З.-Л., Цай З.-Д., Сунь Г.-З., Ван З.-Х. Разработка и пример применения высокоэффективного бетона в районе Шэньяна с использованием метода компактного отношения; Материалы Международного симпозиума по высокопрочному и высокопроизводительному бетону и его применению; Циндао, Китай. 27 апреля 2004 г .; С. 266–274. [Google Scholar] 10. Пэн Ю.-З., Хуан З.-Л. Модель плотной упаковки бетона и инженерные свойства заполнителей бетонов различной плотности. J. Univ.Sci. Technol. Пекин. 2010. 32: 366–369. [Google Scholar] 11. Ван Л.-Л., Лю Дж., Сюн С.-Б., Ван Д.-С. Конструкция насадки минеральной добавки и плотной смеси с положительным заполнением бетона. Конкретный. 2004; 3: 26–28. [Google Scholar] 12. Ван Л.-Дж., Чжэн Ф.-Й., Лю Дж., Ван Ц.-Г. Расчет коэффициента заполнения смеси бетона. J. Shenyang Jianzhu Univ. 2006; 22: 191–195. [Google Scholar] 13. Фу П.-Х. О более разумном способе расчета пропорции бетонной смеси. Archit. Technol. 2008; 39: 50–55. [Google Scholar] 14.Нан С., Букуан М. Новый метод расчета смеси текучего бетона средней прочности с низким содержанием цемента. Джем. Concr. Compos. 2003. 25: 215–222. [Google Scholar] 15. Кампос Х., Кляйн Н., Филхо Дж. М. Предлагаемый метод расчета смеси для устойчивого высокопрочного бетона с использованием оптимизации упаковки частиц. J. Clean. Prod. 2020; 265: 121907. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2020.121907. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Юсуф С., Санчес Л.Ф.М., Шаммех С.А. Использование моделей упаковки частиц (PPM) для проектирования конструкционного малоцементного бетона в качестве альтернативы для строительной отрасли.J. Build. Англ. 2019; 25: 100815. DOI: 10.1016 / j.jobe.2019.100815. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Цзо В., Лю Дж., Тиан К., Сю В., Ше В., Фэн П., Мяо С. Оптимальная конструкция самоуплотняющегося бетона с низким содержанием связующего на основе теорий упаковки частиц. Констр. Строить. Матер. 2018; 163: 938–948. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.12.167. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Пуй-Лам Н.Г., Квок-Хунг А., Кван Л., Гу Л. Теории набивки и толщины пленки для расчета смеси из высококачественного бетона. J. Zhejiang Univ. Sci.А. 2016; 17: 759–781. [Google Scholar] 19. Ван Х., Ван К., Тейлор П., Моркоус Г., Ван Х., Ван К., Тейлор П., Моркоус Дж. Оценка метода расчета самокрепляющейся бетонной смеси на основе упаковки частиц. Констр. Строить. Матер. 2014; 70: 439–452. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.08.002. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Кван А.К.Х., Чан К.В., Вонг В. Трехпараметрическая модель упаковки частиц, учитывающая эффект расклинивания. Пудра Технол. 2013; 237: 172–179. DOI: 10.1016 / j.powtec.2013.01.043. [CrossRef] [Google Scholar] 21.Акчай Б., Агар-Озбек А.С., Байрамов Ф., Атахан Х.Н., Сенгуль С., Тасдемир М.А. Интерпретация влияния объемной доли заполнителя на характер разрушения бетона. Констр. Строить. Матер. 2012; 28: 437–443. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2011.08.080. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Меддах М.С., Зитуни С., Белаабес С. Влияние содержания и гранулометрического состава крупного заполнителя на прочность бетона на сжатие. Констр. Строить. Матер. 2010; 24: 505–512. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2009.10.009. [CrossRef] [Google Scholar] 23.Грассл П., Вонг Х.С., Буэнфельд Н. Влияние размера и объемной доли заполнителя на микротрещины, вызванные усадкой в ​​бетоне и растворе. Джем. Concr. Res. 2010; 40: 85–93. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2009.09.012. [CrossRef] [Google Scholar]

Как это работает: бетон

Сегодня кажется, что мы определяем цивилизацию с точки зрения мелочей, таких как декодированные нити ДНК, расщепление атомов и микроскопические неровности на пластиковых компакт-дисках. С такой тонкой фокусировкой легко забыть о больших и простых вещах, которые привели нас сюда, и по-прежнему определять нашу жизнь.Сделайте резервную копию и посмотрите, из чего сделан реальный мир. Там, где есть дерево, сталь и стекло, вы найдете другой материал, который все это спокойно поддерживает. Вы найдете бетон — и много его.

Бетон везде. Он идет под ногами, когда вы идете по улице, и удерживает ваш дом от земли. Это материал, из которого сделаны города, а также множество дорог и мостов. Вы найдете бетонные кирпичи и ванночки для птиц, бассейны и парусники. А в ближайшие годы мы можем даже строить из него на Луне.

Бетон — уникальный строительный материал. Он не гниет и не горит, как дерево. Он не ржавеет и тяжелый — когда вы строите что-то из бетона, вы знаете, что это будет еще какое-то время. Однако, прежде всего, бетон особенный, потому что он начинается как густая жидкость, которой можно придавать различные формы.

Как печь торт. Чтобы понять природу бетона, можно подумать о торте — кексе. Чтобы сделать один, вы смешиваете муку, разрыхлитель, масло и яйца, добавляете сухофрукты и орехи и выливаете все это в форму для торта.Немного нагрейте, и готово — эта неаппетитная паста внезапно становится чем-то новым. Первоначальное тесто изменилось, а фрукты и орехи остались прежними — просто подвешены и скреплены пирогом.

Ну, бетон — это не совсем кексы, но есть сходства. Вместо мучной смеси для бетона требуется портландцемент. Вместо сухофруктов и орехов у вас песок и гравий. А бетонная форма заменяет форму для торта. Наконец, вместо тепла, от которого выпекается пирог, в бетоне используется вода.В то время как тепло является основным двигателем, заставляющим тесто для торта изменить свои характеристики, в бетонной смеси именно вода заставляет все работать.

Возможно, самое важное, что нужно понимать в бетоне, — это роль воды. Во-первых, он обеспечивает пластичность, поэтому бетон можно заливать по форме. Однако его реальное значение заключается в процессе отверждения. Влажный бетон не затвердевает при высыхании. Вместо этого вода является химическим компонентом в процессе отверждения. Соединения, которые вступают в реакцию с водой, находятся в портландцементе.

Isle Of Portland Хотя цемент в той или иной форме существует уже много столетий, используемый нами тип был изобретен в 1824 году в Великобритании. Он был назван портландцементом, потому что выглядел как камень, добытый на острове Портленд.

Портландцемент получают путем смешивания измельченного известняка, глины или сланца, песка и железной руды. Эта смесь нагревается во вращающейся печи до температуры 1600 градусов Цельсия. Процесс нагрева заставляет материалы разрушаться и рекомбинировать с образованием новых соединений, которые могут вступать в реакцию с водой в процессе кристаллизации, который называется гидратацией.

Бетон затвердевает в несколько этапов — фактор, который позволяет транспортировать его на строительную площадку, оставаясь готовым к заливке. Когда бетон находится в форме, цемент начинает медленное отверждение, и смесь затвердевает. Примерно через 36 часов большая часть процесса гидратации будет завершена, но цемент будет продолжать отверждаться, пока присутствуют вода и негидратированные соединения. Хотя этот процесс может занять годы, испытания на прочность обычно проводят через 28 дней. Важно использовать правильное количество воды.Слишком много делает бетон более слабым. Однако при слишком малом количестве смесь трудно вылить. Лучшая смесь — это компромисс между прочностью и удобоукладываемостью.

От цемента к бетону Хотя цемент и вода являются активными компонентами, использовать их по отдельности неэкономично. Вместо этого добавляются заполнители, чтобы увеличить объем и приспособить бетон к его конечному использованию. Обычно от 60 до 80 процентов бетона составляет заполнитель. В большинстве случаев заполнители представляют собой песок и гравий. Когда используется только песок, получается строительный раствор.Когда присутствуют оба, результат конкретен. Однако могут использоваться и другие заполнители в зависимости от требуемых характеристик затвердевшей смеси. Например, заполнители вермикулита или перлита производят легкий бетон, который имеет хорошие изоляционные свойства и легко поддается пилению.

Улучшение характеристик Поставщики бетона часто используют добавки, называемые добавками, для изменения или улучшения качества смеси для конкретного применения. Когда важно иметь пригодный для обработки бетон, который легко разливается без добавления воды, добавляется минеральная добавка, такая как летучая зола.В качестве альтернативы, суперпластификаторы используются для улучшения обрабатываемости при одновременном увеличении прочности, поскольку требуется меньше воды. Замедляющие и ускоряющие добавки используются для изменения времени отверждения в зависимости от климатических условий.

Одна из проблем с бетоном — это склонность к образованию трещин в результате циклов замораживания / оттаивания. Чтобы исправить это, добавляют воздухововлекающие агенты. Эти добавки создают дисперсию очень мелких пузырьков воздуха, которые смягчают бетон против воздействия замерзающей воды.

Покупка бетона Форма, в которой вы покупаете бетон, зависит от объема и характера вашей работы. Бетон обычно измеряется в кубических ярдах. Чтобы определить, сколько вам понадобится, вычислите объем внутри ваших форм в кубических футах и ​​разделите на 27 (количество кубических футов в кубическом ярде). Например, плита толщиной 4 дюйма, покрывающая 90 кв. Футов, занимает 30 куб. футов или чуть более 1 кубического ярда. Для проектов, использующих до кубического ярда, можно использовать переносную бетономешалку, которую вы можете арендовать.Пропорции цемента, песка, гравия и воды могут варьироваться в зависимости от использования бетона. Например, для тонкой работы — от 2 до 4 дюймов — потребуется больше цемента, тогда как для заливки с большей массой можно использовать больше заполнителя. Средняя смесь 1: 2: 3 содержит одну часть цемента, две части песка и три части гравия. Чтобы сделать 1 кубический ярд бетона, вам понадобится семь 94-фунтовых мешков с цементом, около 1/2 кубического ярда песка и чуть более 3/4 кубического ярда гравия. Количество используемой воды зависит от влажности песка.Если он уже влажный, вам понадобится около 4-1 / 2 галлона. за мешок цемента.

Для небольших проектов вы можете купить предварительно приготовленные мешки, содержащие цемент и заполнитель — вы просто добавляете воду. Для больших работ лучше всего использовать товарный бетон. Помимо очевидного преимущества доставки бетона, ваш поставщик также может адаптировать смесь и добавки для вашей работы. Цены на готовую смесь варьируются в зависимости от расстояния доставки, типа смеси и размера заказа, поэтому лучше всего позвонить местному дилеру, чтобы узнать цену.Если ваш участок недоступен для грузовика, вы можете перекачать бетон через шланг. Или вы можете просто возить бетон из грузовика на тачках.

Наконец, вы можете полностью избежать заливки, используя готовые бетонные изделия. Бетонный блок доступен в различных размерах, структурных качествах и стилях поверхности для строительства стен, которые в противном случае могли бы быть залиты. Традиционные блочные стены строятся из раствора, но также доступны блоки, предназначенные для укладки в сухом виде.Кроме того, бетонная брусчатка, кирпичи и небольшие плиты доступны для озеленения и строительства пешеходных дорожек.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

История бетона — InterNACHI®

Ник Громико, CMI® и Кентон Шепард

Период времени, в течение которого был впервые изобретен бетон, зависит от того, как интерпретировать термин «бетон».«Древние материалы представляли собой неочищенный цемент, сделанный путем дробления и обжига гипса или известняка. Известь также относится к измельченному обожженному известняку. Когда к этим цементам добавляли песок и воду, они превращались в строительный раствор, который представлял собой гипсовидный материал, используемый для приклеивания камней друг к другу. За тысячи лет эти материалы были усовершенствованы, объединены с другими материалами и, в конечном итоге, превратились в современный бетон.

Сегодняшний бетон изготавливается с использованием портландцемента, крупных и мелких заполнителей камня и песка, а также воды.Добавки — это химические вещества, добавляемые к бетонной смеси для контроля ее схватывания, и используются в основном при укладке бетона в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры, ветреные условия и т. Д.

Прекурсор бетона был изобретен примерно в 1300 году до нашей эры, когда средний Восточные строители обнаружили, что, когда они покрывали внешние поверхности своих крепостей из толченой глины и стены домов тонким влажным слоем обожженного известняка, он вступал в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность.Это не был бетон, но это было началом развития цемента.

Ранние цементирующие композитные материалы, как правило, включали измельченный в строительный раствор, обожженный известняк, песок и воду, которые использовались для строительства из камня, в отличие от заливки материала в форму, что, по сути, является тем, как используется современный бетон. бетонные формы.

Цемент, как один из ключевых компонентов современного бетона, существует уже давно. Около 12 миллионов лет назад на территории современного Израиля естественные отложения образовались в результате реакций между известняком и горючими сланцами, образовавшимися в результате самовозгорания.Однако цемент — это не бетон. Бетон — это композитный строительный материал, и ингредиенты, из которых цемент является лишь одним из них, менялись с течением времени и меняются даже сейчас. Рабочие характеристики могут изменяться в зависимости от различных сил, которым бетон должен будет противостоять. Эти силы могут быть постепенными или интенсивными, они могут исходить сверху (гравитация), снизу (пучение почвы), по бокам (боковые нагрузки) или могут принимать форму эрозии, истирания или химического воздействия. Компоненты бетона и их пропорции называются дизайнерской смесью.

Раннее использование бетона

Первые бетонные конструкции были построены набатейскими торговцами или бедуинами, которые оккупировали и контролировали ряд оазисов и создали небольшую империю в регионах южной Сирии и северной Иордании примерно в 6500 году до нашей эры. . Позже они обнаружили преимущества гидравлической извести, то есть цемента, который затвердевает под водой, и к 700 г. до н.э. они строили печи для производства раствора для строительства домов из щебня, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.Цистерны держались в секрете и были одной из причин, по которой набатеи смогли процветать в пустыне.

При изготовлении бетона Набатеи понимали необходимость сохранять смесь как можно более сухой или с низкой оседанием, поскольку избыток воды создает пустоты и слабые места в бетоне. Их строительные практики включали утрамбовку свежеуложенного бетона специальными инструментами. В процессе утрамбовки образуется больше геля, который представляет собой связующий материал, образующийся в результате химических реакций, происходящих во время гидратации, которые связывают частицы и агрегатируются вместе.


Древнее здание Набатеи

Как и у римлян 500 лет спустя, у Набатеев был доступный на местном уровне материал, который можно было использовать для создания водонепроницаемого цемента. На их территории были крупные поверхностные месторождения мелкодисперсного кварцевого песка. Просачивание грунтовых вод через кремнезем может превратить его в пуццолановый материал, представляющий собой песчаный вулканический пепел. Чтобы сделать цемент, набатеи обнаружили отложения, зачерпнули этот материал и соединили его с известью, а затем нагрели в тех же печах, которые они использовали для изготовления своей керамики, поскольку целевые температуры лежали в том же диапазоне.

Примерно к 5600 году до нашей эры вдоль реки Дунай на территории бывшей Югославии дома были построены с использованием бетона для полов.

Египет

Около 3000 г. до н.э. древние египтяне использовали грязь, смешанную с соломой, для изготовления кирпичей. Грязь с соломой больше похожа на саман, чем на бетон. Тем не менее, они также использовали гипс и известковые растворы при строительстве пирамид, хотя большинство из нас считает раствор и бетон двумя разными материалами. Для постройки Великой пирамиды в Гизе потребовалось около 500 000 тонн строительного раствора, который использовался в качестве подстилки для облицовочных камней, образующих видимую поверхность законченной пирамиды.Это позволило каменщикам вырезать и устанавливать облицовочные камни с открытыми швами не более 1/50 дюйма.


Камень для облицовки пирамиды


Китай

Примерно в то же время северные китайцы использовали форму цемента при строительстве лодок и при строительстве Великой китайской стены. Спектрометрические испытания подтвердили, что ключевым ингредиентом строительного раствора, использованного в Великой китайской стене и других древних китайских сооружениях, был клейкий клейкий рис. Некоторые из этих построек выдержали испытание временем и противостояли даже современным попыткам сноса.


Рим

К 600 г. до н.э. греки открыли природный пуццолан, который при смешивании с известью приобрел гидравлические свойства, но греки были далеко не так успешны в строительстве из бетона, как римляне. К 200 г. до н.э. римляне очень успешно строили из бетона, но это не было похоже на бетон, который мы используем сегодня. Это был не пластиковый текучий материал, налитый в формы, а больше похожий на зацементированный щебень. Римляне строили большинство своих построек, складывая камни разных размеров и вручную заполняя промежутки между камнями раствором.Над землей стены как внутри, так и снаружи были облицованы глиняными кирпичами, которые также служили формой для бетона. Кирпич имел небольшую структурную ценность или не имел ее вообще, и их использовали в основном в косметических целях. До этого времени и в большинстве мест того времени (включая 95% Рима) обычно используемые растворы представляли собой простой известняковый цемент, который медленно затвердевает от реакции с переносимым по воздуху углекислым газом. Истинной химической гидратации не произошло. Эти минометы были слабыми.

Для более грандиозных и искусных структур римлян, а также для их наземной инфраструктуры, требующей большей прочности, они делали цемент из вулканического песка с естественной реакцией под названием harena fossicia .Для морских сооружений и сооружений, подверженных воздействию пресной воды, таких как мосты, доки, ливневые стоки и акведуки, они использовали вулканический песок под названием пуццуолана. Эти два материала, вероятно, представляют собой первое крупномасштабное использование действительно цементирующего вяжущего. Pozzuolana и harena fossicia химически реагируют с известью и водой, гидратируются и затвердевают в каменную массу, которую можно использовать под водой. Римляне также использовали эти материалы для строительства больших сооружений, таких как римские бани, Пантеон и Колизей, и эти сооружения сохранились до сих пор.В качестве добавок они использовали животный жир, молоко и кровь — материалы, которые отражают очень элементарные методы. С другой стороны, помимо использования природных пуццоланов, римляне научились производить два типа искусственных пуццоланов — кальцинированную каолинитовую глину и кальцинированные вулканические камни, — которые, наряду с впечатляющими строительными достижениями римлян, являются свидетельством высокого уровня технической сложности для того времени.

Пантеон


Построенный римским императором Адрианом и завершенный в 125 году нашей эры, Пантеон имеет самый большой из когда-либо построенных неармированных бетонных куполов.Купол 142 фута в диаметре и имеет 27-футовое отверстие, называемое окулусом, на вершине, которая находится на высоте 142 фута над полом. Он был построен на месте, вероятно, начав над внешними стенами и создав все более тонкие слои по мере продвижения к центру.


Пантеон имеет внешние фундаментные стены шириной 26 футов и глубиной 15 футов, сделанные из пуццоланового цемента (извести, химически активного вулканического песка и воды), утрамбованного поверх слоя плотного каменного заполнителя.То, что купол все еще существует, — это случайность. Оседание и движение в течение почти 2000 лет, наряду со случайными землетрясениями, создали трещины, которые обычно ослабляли бы структуру настолько, что к настоящему времени она должна была бы разрушиться. Наружные стены, поддерживающие купол, содержат семь равномерно расположенных ниш с камерами между ними, которые выходят наружу. Эти ниши и камеры, изначально спроектированные только для минимизации веса конструкции, тоньше основных частей стен и действуют как контрольные соединения, контролирующие расположение трещин.Напряжения, вызванные движением, снимаются за счет трещин в нишах и камерах. Это означает, что купол по существу поддерживается 16 толстыми, конструктивно прочными бетонными столбами, образованными частями внешних стен между нишами и камерами. Другим методом снижения веса было использование очень тяжелых заполнителей с низкой структурой и использование более легких и менее плотных заполнителей, таких как пемза, высоко в стенах и в куполе. Стенки также сужаются по толщине, чтобы уменьшить вес наверху.

Римские гильдии

Еще одним секретом успеха римлян было использование ими торговых гильдий. У каждой профессии была гильдия, члены которой отвечали за передачу своих знаний о материалах, методах и инструментах ученикам и римским легионам. Помимо боевых действий, легионы обучались самодостаточности, поэтому они также обучались методам строительства и технике.

Технологические вехи

В средние века технология производства бетона поползла назад.После падения Римской империи в 476 году нашей эры методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны, пока в 1414 году не было обнаружено рукописей, описывающих эти методы, и возродился интерес к строительству из бетона.

Только в 1793 году технология сделала большой шаг вперед, когда Джон Смитон открыл более современный метод производства гидравлической извести для цемента. Он использовал известняк, содержащий глину, которую обжигали до тех пор, пока она не превратилась в клинкер, который затем измельчал в порошок.Он использовал этот материал при исторической перестройке маяка Эддистоун в Корнуолле, Англия.

Версия Смитона (третья) маяка Эддистоун, завершенная в 1759 году.

Спустя 126 лет он разрушился из-за эрозии скалы, на которой он стоял.

Наконец, в 1824 году англичанин по имени Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, сжигая мелкоизмельченный мел и глину в печи до удаления углекислого газа.Он был назван «портлендским» цементом, потому что он напоминал высококачественные строительные камни, найденные в Портленде, Англия. Широко распространено мнение, что Аспдин был первым, кто нагрел глинозем и кремнезем до точки стеклования, что привело к плавлению. В процессе стеклования материалы становятся стеклоподобными. Аспдин усовершенствовал свой метод, тщательно распределив известняк и глину, измельчив их, а затем обожгив полученную смесь в клинкер, который затем измельчили в готовый цемент.

Состав современного портландцемента

До открытия портландцемента и в течение нескольких лет после этого использовались большие количества природного цемента, который производился путем сжигания смеси извести и глины природного происхождения.Поскольку ингредиенты натурального цемента смешаны по своей природе, его свойства сильно различаются. Современный портландцемент производится по строгим стандартам. Некоторые из многих соединений, содержащихся в нем, важны для процесса гидратации и химических характеристик цемента. Его получают путем нагревания смеси известняка и глины в печи до температур от 1300 ° F до 1500 ° F. До 30% смеси становится расплавленным, но остальная часть остается в твердом состоянии, претерпевая химические реакции, которые могут быть медленными.В конечном итоге смесь образует клинкер, который затем измельчают в порошок. Добавляется небольшая часть гипса, чтобы замедлить скорость гидратации и сохранить бетон более пригодным для обработки. Между 1835 и 1850 годами были впервые проведены систематические испытания для определения прочности цемента на сжатие и растяжение, а также первые точные химические анализы. Только в 1860 году были впервые произведены портлендские цементы современного состава.

Печи

На заре производства портландцемента печи были вертикальными и стационарными.В 1885 году английский инженер разработал более эффективную печь, которая была горизонтальной, слегка наклонной и могла вращаться. Вращающаяся печь обеспечивала лучший контроль температуры и лучше справлялась с перемешиванием материалов. К 1890 году на рынке доминировали вращающиеся печи. В 1909 году Томас Эдисон получил патент на первую длинную печь. Эта печь, установленная на заводе Edison Portland Cement Works в Нью-Виллидж, штат Нью-Джерси, имела длину 150 футов. Это было примерно на 70 футов длиннее, чем используемые в то время печи. Промышленные печи сегодня могут достигать 500 футов в длину.


Вращающаяся печь

Вехи строительства

Хотя были исключения, в течение 19 -го -го века бетон использовался в основном для промышленных зданий. Он считался социально неприемлемым в качестве строительного материала по эстетическим соображениям. Первое широкое использование портландцемента в жилищном строительстве было в Англии и Франции между 1850 и 1880 годами французом Франсуа Куанье, который добавил стальные стержни, чтобы предотвратить распространение наружных стен, а затем использовал их в качестве элементов изгиба.Первым домом, построенным из железобетона, был коттедж для прислуги, построенный в Англии Уильямом Б. Уилкинсоном в 1854 году. В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд завершил строительство первого дома из железобетона в США. Он до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Уорд усердно вел записи о строительстве, поэтому об этом доме известно очень много. Он был построен из бетона из-за страха его жены перед огнем, и, чтобы быть более социально приемлемым, он был спроектирован так, чтобы напоминать каменную кладку.Это было началом того, что сегодня является отраслью с оборотом в 35 миллиардов долларов, в которой только в США работает более 2 миллионов человек.


Дом, построенный Уильямом Уордом, обычно называют Замком Уорда.

В 1891 году Джордж Варфоломей залил первую бетонную улицу в США, и она существует до сих пор. Бетон, используемый для этой улицы, испытан на давление около 8000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно вдвое превышает прочность современного бетона, используемого в жилищном строительстве.


Корт-стрит в Беллефонтене, штат Огайо, которая является старейшей бетонной улицей в США.S.

К 1897 году Sears Roebuck продавала бочки импортного портландцемента емкостью 50 галлонов по цене 3,40 доллара за штуку. Хотя в 1898 году производители цемента использовали более 90 различных формул, к 1900 году базовые испытания — если не методы производства — стали стандартизованными.

В конце 19, и веках, использование железобетона более или менее одновременно осваивалось немцем Г.А. Уэйсс, француз Франсуа Хеннебик и американец Эрнест Л.Выкуп. Рэнсом начал строительство из железобетона в 1877 году и запатентовал систему, в которой использовались скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном. Большинство построенных им построек были промышленными.

Компания Hennebique начала строительство домов из армированной стали во Франции в конце 1870-х годов. Он получил патенты во Франции и Бельгии на свою систему и добился большого успеха, в конечном итоге построив империю, продавая франшизы в крупных городах. Он продвигал свой метод, читая лекции на конференциях и разрабатывая стандарты своей компании.Как и Рэнсом, большинство построек, построенных Хеннебиком, были промышленными. В 1879 году Уэйсс купил права на систему, запатентованную французом по имени Монье, который начал использовать сталь для армирования бетонных цветочных горшков и контейнеров для растений. Wayss продвигал систему Wayss-Monier.

В 1902 году Август Перре спроектировал и построил в Париже жилой дом, используя железобетон для колонн, балок и перекрытий. В здании не было несущих стен, но у него был элегантный фасад, который помог сделать бетон более социально приемлемым.Здание вызвало всеобщее восхищение, и бетон стал более широко использоваться как архитектурный материал, а также как строительный материал. Его дизайн повлиял на проектирование железобетонных зданий в последующие годы.


25 Rue Franklin в Париже, Франция

В 1904 году в Цинциннати, штат Огайо, было построено первое бетонное высотное здание. Его высота составляет 16 этажей или 210 футов.


Здание Ингаллса в Цинциннати, Огайо

В 1911 году в Риме был построен мост Рисорджименто.Его ширина составляет 328 футов.


Мост Рисорджименто в Риме

В 1913 году первая партия товарной смеси была доставлена ​​в Балтимор, штат Мэриленд. Четыре года спустя Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов и технологий) и Американское общество испытаний и материалов (ныне ASTM International) разработали стандартную формулу портландцемента.

В 1915 году Matte Trucco построил пятиэтажный автомобильный завод Fiat-Lingotti в Турине из железобетона.На крыше здания находился автомобильный испытательный полигон.


Автозавод Fiat-Lingotti в Турине, Италия

Эжен Фрейссине был французским инженером и пионером в использовании железобетонных конструкций. В 1921 году он построил два гигантских ангара для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже. В 1928 году он получил патент на предварительно напряженный бетон.


Ангар для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже, Франция


Строительство ангара для дирижаблей

Воздухововлечение

В 1930 году были разработаны воздухововлекающие агенты, количество которых значительно увеличилось. устойчивость бетона к замерзанию и улучшенная его удобоукладываемость.Воздухововлечение стало важным шагом в улучшении долговечности современного бетона. Воздухововлечение — это использование агентов, которые при добавлении в бетон во время перемешивания создают множество очень маленьких пузырьков воздуха, расположенных близко друг к другу, и большинство из них остаются в затвердевшем бетоне. Бетон затвердевает в результате химического процесса, называемого гидратацией. Для гидратации бетон должен иметь минимальное водоцементное соотношение 25 частей воды на 100 частей цемента. Вода, превышающая это соотношение, является избыточной водой и помогает сделать бетон более пригодным для укладки и отделочных работ.По мере высыхания и затвердевания бетона излишки воды испаряются, оставляя поверхность бетона пористой. В эти поры может попадать вода из окружающей среды, такая как дождь или талый снег. Морозная погода может превратить эту воду в лед. Когда это происходит, вода расширяется, создавая небольшие трещины в бетоне, которые будут увеличиваться по мере повторения процесса, что в конечном итоге приведет к отслаиванию поверхности и ее разрушению, называемому отслаиванием. Когда бетон увлекается воздухом, эти крошечные пузырьки могут слегка сжиматься, поглощая часть напряжения, создаваемого расширением, когда вода превращается в лед.Вовлеченный воздух также улучшает удобоукладываемость, поскольку пузырьки действуют как смазка между заполнителем и частицами в бетоне. Захваченный воздух состоит из более крупных пузырьков, застрявших в бетоне, и не считается полезным.

Тонкая оболочка

Опыт в строительстве из железобетона в конечном итоге позволил разработать новый способ строительства из бетона; Метод тонкой оболочки включает в себя строительные конструкции, такие как крыши, с относительно тонкой оболочкой из бетона.Купола, арки и сложные кривые обычно строятся с помощью этого метода, поскольку они имеют естественные формы. В 1930 году испанский инженер Эдуардо Торроха спроектировал для рынка Альхесирас невысокий купол толщиной 3½ дюйма и шириной 150 футов. Стальные тросы использовались для образования натяжного кольца. Примерно в то же время итальянец Пьер Луиджи Нерви начал строительство ангаров для ВВС Италии, как показано на фото ниже.


Монтируемые на месте ангары для ВВС Италии

Ангары были отлиты на месте, но для большей части работ Nervi использовался сборный бетон.

Вероятно, наиболее опытным человеком, когда дело дошло до строительства с использованием методов бетонной оболочки, был Феликс Кандела, испанский математик-инженер-архитектор, который практиковал в основном в Мехико. Крыша лаборатории космических лучей в университете Мехико была построена толщиной 5/8 дюйма. Его фирменной формой был гиперболический параболоид. Хотя здание, показанное на фотографии ниже, не было спроектировано Канделой, это хороший пример гиперболической параболоидной крыши.


Гиперболическая параболоидная крыша церкви в Боулдере, Колорадо


Та ​​же строящаяся церковь

Некоторые из самых ярких крыш в мире были построены с использованием технологии тонкослойной оболочки, как показано ниже.


Сиднейский оперный театр в Сиднее, Австралия

Плотина Гувера

В 1935 году плотина Гувера была завершена после заливки примерно 3250000 ярдов бетона, с дополнительными 1110000 ярдами, использованными для электростанции и строительства. другие сооружения, связанные с плотиной. Имейте в виду, что это произошло менее чем через 20 лет после того, как была установлена ​​стандартная рецептура цемента.


Колонны из блоков, заполняемые бетоном на плотине Гувера в феврале 1934 года

Инженеры Бюро мелиорации подсчитали, что если бетон был помещен в единую монолитную заливку, строительство дамбы потребовалось бы 125 лет. остыть, и напряжения от выделяемого тепла и сжатия, которое происходит при застывании бетона, могут привести к растрескиванию и разрушению конструкции.Решение заключалось в том, чтобы залить плотину серией блоков, образующих колонны, при этом некоторые блоки были размером до 50 квадратных футов и высотой 5 футов. Каждая секция высотой 5 футов имеет ряд установленных труб диаметром 1 дюйм, по которым перекачивается речная вода, а затем механически охлажденная вода для отвода тепла. Как только бетон перестал сжиматься, трубы были заполнены раствором. Образцы бетонного ядра, испытанные в 1995 году, показали, что бетон продолжает набирать прочность и имеет прочность на сжатие выше среднего.


Верхняя часть плотины Гувера показана, когда она заполняется впервые.

Плотина Гранд-Кули

Плотина Гранд-Кули в Вашингтоне, построенная в 1942 году, является крупнейшей бетонной конструкцией из когда-либо существовавших. построен. Он содержит 12 миллионов ярдов бетона. Раскопки потребовали удаления более 22 миллионов кубических ярдов земли и камня. Чтобы уменьшить количество грузовых перевозок, была построена конвейерная лента длиной 2 мили. В местах фундамента цементный раствор закачивали в отверстия, пробуренные глубиной от 660 до 880 футов (в граните), чтобы заполнить любые трещины, которые могли ослабить землю под плотиной.Чтобы избежать обрушения котлована под весом покрывающих пород, в землю были вставлены 3-дюймовые трубы, по которым закачивалась охлажденная жидкость из холодильной установки. Это заморозило землю, сделав ее достаточно стабилизированной, чтобы строительство могло продолжаться.


Плотина Гранд-Кули

Бетон для плотины Гранд-Кули укладывался теми же методами, что и плотина Гувера. После помещения в колонны, холодная речная вода перекачивалась по трубам, встроенным в застывающий бетон, снижая температуру в формах с 105 ° F (41 ° C) до 45 ° F (7 ° C).Это привело к сокращению дамбы примерно на 8 дюймов в длину, и образовавшиеся щели были заполнены раствором.


Строящаяся плотина Гранд-Кули

Высотное строительство

За годы, прошедшие после постройки Ингаллс-билдинг в 1904 году, большинство высотных зданий были построены из стали. Строительство в 1962 году 60-этажных башен-близнецов Бертрана Голдберга в Чикаго вызвало новый интерес к использованию железобетона для строительства высотных зданий.

Самое высокое сооружение в мире (по состоянию на 2011 год) было построено из железобетона. Бурдж-Халифа в Дубае в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) имеет высоту 2717 футов.

Вот несколько фактов:

  • Это многофункциональная структура с гостиницей, офисными и торговыми помещениями, ресторанами, ночными клубами, бассейнами и 900 резиденциями.
  • В строительстве использовано 431 600 кубических метров бетона и 61 000 тонн арматуры.
  • Вес пустого здания составляет около 500 000 тонн, примерно столько же, сколько миномет, использованный при строительстве Великой пирамиды в Гизе.
  • Бурдж-Халифа может одновременно вместить 35 000 человек.
  • Чтобы преодолеть 160 этажей, некоторые из 57 лифтов движутся со скоростью 40 миль в час.
  • Жаркий влажный климат Дубая в сочетании с кондиционированием воздуха, необходимым для поддержания температуры наружного воздуха выше 120 ° F, производит столько конденсата, что он собирается в сборном баке в подвале и используется для орошения ландшафтов.


Бурдж-Халифа в Дубае

Великая пирамида в Гизе была самым высоким сооружением в мире, созданным руками человека, около 4000 лет назад.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.