Плотность бетона

Плотность бетона

Бето?н (от фр. beton ) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (например, цемент), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон).

Бетон известен более 4000 лет (Древняя Месопотамия) [ источник не указан 384 дня ] , особенно широко использовался в Древнем Риме [1] [прим. 1] . Италия — вулканическая страна, в которой легко доступны компоненты, из которых может быть приготовлен бетон, включая пуццоланы и лавовый щебень. Римляне использовали бетон в массовом строительстве общественных зданий и сооружений, включая Пантеон, купол которого до сих пор является наиболее крупным в мире выполненным из неармированного бетона. При этом в восточной части государства эта технология не получила распространения, там в строительстве традиционно использовался камень, а затем и дешёвая плинфа — род кирпича.

Вследствие упадка Западной Римской империи широкомасштабное строительство монументальных зданий и сооружений сошло на нет, что сделало использование бетона нецелесообразным и в сочетании с общей деградацией ремесла и науки привело к утрате технологии его производства. В период раннего Средневековья единственными крупными архитектурными объектами были соборы, которые возводились из природного камня.

Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 года (И. Джонсон). Патент на портландцемент получил в 1824 году Джозеф Аспдин; патент на «римский цемент» получил в 1796 году Джеймс Паркер.

Мировыми лидерами в производстве бетона являются Китай (430 млн м? в 2006 г.) [2] и США (345 млн м? в 2005 г. [3] и 270 млн м? в 2008 г.) [2] В России в 2008 г. было произведено 52 млн м?.

Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и выше.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента [4] .

Согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 7473-2010 (ранее 7473-94) классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

  • По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
  • По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
  • По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
  • По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
  • По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении или в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-2012 используется следующая классификация.

  • По объёмной массе бетоны подразделяют на:
  • особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м?) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
  • тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м?);
  • облегченные (плотность 1800—2200 кг/м?);
  • легкий (плотность 500—1800 кг/м?) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
  • особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м?).
  • По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:
  • тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
  • жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
  • товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учётом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже [5] .

Бетонная смесь после приготовления и укладки должна быть как можно быстрее уплотнена. В процессе уплотнения избавляются от воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном — вибропрессы. Температура отвердевания — от +5 °C до +30 °C.

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона.

Класс бетона В — это кубиковая прочность в МПа, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (доверительной вероятностью) 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в пяти случаях можно ожидать его не выполненным.

Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что стандартные кубики (150?150?150 мм), изготовленные из бетона данного класса, в 95 % случаев выдерживают давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для бетона класса В25 по прочности на сжатие нормативное сопротивление Rbn, применяемое в расчетах, составляет 18,5 МПа, а расчётное сопротивление Rb — 14,5 МПа.

Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Наряду с классами, прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кг/см?. ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Из актуальной версии ГОСТ 26633-2015 данная таблица изъята, так как вводит в заблуждение.

До момента испытаний образцы бетона должны храниться в камерах нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции может осуществляться неразрушающими методами контроля с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта, склерометров различных конструкций, ультразвуковых приборов и других.

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:

  • сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд);
  • жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд);
  • подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости:

Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4.

  • Прочность на изгиб.
  • Морозостойкость — обозначается латинской буквой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.
  • Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные климатические камеры.

Применение химических добавок позволяет существенным образом влиять на смеси, бетоны и растворы придавая им специфические свойства. ГОСТ 24211-2008 [6] предлагает следующую классификацию добавок:

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно содержать:

  • степень готовности;
  • класс по прочности;
  • марки по удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
  • обозначение стандарта.

Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010.

В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»).

Гидроизоляционную защиту бетона подразделяют на первичную и вторичную. К первичной относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. Ко вторичной — дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды [7] .

Меры первичной защиты предполагают использование материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость в агрессивной среде, а также обеспечивающих низкую проницаемость бетона. К мерам первичной защиты относятся также вопросы выбора рациональных геометрических очертаний и форм конструкций, назначение категорий трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, рассмотрение сочетания нагрузок и определение непродолжительного раскрытия трещин, назначение толщины защитного слоя бетона с учётом его непроницаемости. Также к первичной защите можно отнести применение интегральных капиллярных материалов — гидроизоляция строительными смесями проникающего действия. При этом уплотняется структура бетона и происходит увеличение водонепроницаемости, морозостойкости, прочности на сжатие и коррозионной стойкости на весь срок службы.

Задача вторичной защиты — не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и бетона. В качестве вторичной защиты используют обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы и высоконаполненные покрытия. Чаще всего в качестве связующего материала при производстве полимерных составов применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные компоненты. Механизм защиты бетонного основания заключается в уплотнении поверхностного слоя и изоляции поверхности.

Проблема защиты бетона от химической и электрокоррозии стоит особенно остро для объектов железнодорожного транспорта, где блуждающие токи утечки сочетаются с агрессивным химическим воздействием.

Существенный недостаток бетона выявляется при строительстве в зимнее время, когда из-за низких температур прочность возводимых бетонных сооружений находится под угрозой. По этой причине возникает потребность в принудительном прогреве бетона.

Основные и дополнительные способы прогрева бетона [8] . Среди них различают:

Источник:
Плотность бетона
Бето?н (от фр. beton ) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD

Плотность бетона

Этот искусственный камень является наиболее используемым строительным материалом при всех видах работ по ремонту, реконструкции, и тем более – возведению различных объектов. Технологии производства бетонов отличаются большим разнообразием, что и определяет их широкий ассортимент. Выбор того или иного вида продукции делается исходя из особенностей монтажа и условий дальнейшей эксплуатации. Немалую роль в плотности бетона играют насыпная плотность щебня.

Основными компонентами смеси, которая при отвердевании и превращается в то, что мы называем «бетон», являются вяжущее и заполнитель. Как правило, в процессе приготовления используется вода, но в отдельных случаях она не входит в состав раствора, а заменяется другими ингредиентами. Например, так делают асфальтобетон, что обеспечивает более высокую плотность конечного продукта.

Для придания ему каких-либо ярко выраженных свойств или улучшения отдельных характеристик в раствор или в готовящийся сухой состав (в зависимости от особенностей производства) вводятся определенные вещества, называющиеся «добавками». Изменяя долевое соотношение используемых компонентов, подбирая величину их гранул, можно существенно влиять на качественные показатели материала.

  • Вид наполнителя.
  • Размеры его фракций.
  • Количество воды, использованной для приготовления раствора.
  • Способ отвердевания.
  • Качество уплотнения залитой в опалубку массы.

От такой характеристики, как плотность бетона кг м3, во многом зависит и специфика применения конкретного его вида, и срок службы всей конструкции. Она выражается в «кг/м3» и обозначается литерой «D». Методика расчета данного показателя определяется Государственным Стандартом № 12730 от 1978 года.

Все бетоны в зависимости от плотности подразделяются на несколько видов. При этом речь идет о таком понятии, как «средняя плотность», которая лежит в определенных пределах. К основным и наиболее используемым относятся бетоны тяжелые, с которыми чаще всего сталкиваются частные застройщики (2 200 – 2 500 кг/м3). Облегченные характеризуются плотностью от 1 800 до 2 200 кг/м3. Бетоны, имеющие этот показатель в пределах 500 – 1 800 кг/м3, называются легкими.

Существует еще 2 разновидности этого искусственного камня, которые имеют ограниченное применение. Если плотность бетона выше 2 500 кг/м3, то его называют особо тяжелым. Из такого материала возводят подземные объекты (хранилища, бункера), гидротехнические сооружения (волнорезы, плотины, дамбы) и ряд других специальных конструкций.

Особо легкий искусственный камень имеет данную характеристику менее 500 кг/м3. Как правило, используется при ремонтных работах, в качестве утепляющего слоя (прослойки), а также для обустройства «подложки» под плиточный фундамент или стяжки.

Это значительно снизит количество пустот в материале и общий объем воздуха, который их образовывает. Например, ту же щебенку можно использовать как с крупными фракциями, так и с мелкими.

Понятно, что бетон приобретает твердость по мере ее испарения. Следовательно, чем изначально воды меньше, тем плотность бетона кг м3 в конечном итоге будет выше. Но при этом нужно учесть, что раствор потеряет «текучесть», значит, работа с ним будет затруднена. Например, при заливке форм со сложной конфигурацией, так как потребуются дополнительные трудозатраты по «растаскиванию» бетона по всей опалубке, а это не всегда возможно. Если сделано довольно «густое» армирование, это только затруднит процесс монтажа.

Существует способы «механический» и «ручной». В первом случае используются специальные устройства – вибраторы, которые обеспечивают качественное уплотнение раствора. При индивидуальном строительстве (или ремонте) это делается вручную – металлическим штырем, штыковой лопатой и тому подобное. Залитая масса «протыкается» множество раз, вследствие чего из нее удаляется скопившийся воздух, а вода выходит на поверхность, где быстрее испаряется.

Для этого, как правило, используют искусственный подогрев. Это обеспечивает более интенсивное и максимальное удаление влаги из структуры материала.

Некоторые из них воды «вовлекают» больше (например, глиноземистый), некоторые – меньше.

Отдельные составы также способствуют повышению плотности искусственного камня.

Существуют и иные методики, но они в большинстве своем используются в промышленных масштабах и имеют определенную специфику в применении. Например, вакууммирование.

Начинающие строители часто путают понятия прочности и плотности бетона. Это не одно и то же. Прочность больше всего зависит от марки использованного цемента, хотя и общая структура материала (пористость) играет не последнюю роль.

Источник:
Плотность бетона
Этот искусственный камень является наиболее используемым строительным материалом при всех видах работ по ремонту, реконструкции, и тем более – возведению различных объектов. Технологии производства бетонов отличаются большим разнообразием, что и определяет их широкий ассортимент. Выбор того или иного вида продукции делается исходя из особенностей монтажа и условий дальнейшей
http://aquagroup.ru/articles/plotnost-betona.html

Плотность бетона

Плотность бетона очень не простая характеристика, так как при добавлении различных компонентов в смесь она либо увеличивается либо уменьшается. При застывании прочность бетона увеличивается, следовательно и его плотность, так как не нужная вода испаряется. Чтобы увеличить плотность бетона можно сделать смесь на основе пуццоланового портландцемента, расширяющегося или глиноземистого цемента, при застывании в бетоне практически не образуются пустоты. Конечно можно уменьшить количество воды и увеличить количество цемента в смеси, тогда и плотность бетона увеличиться, но здесь есть подводные камни — это сложность при укладке.

Также плотность бетона увеличивают добавки-пластификаторы, они по мимо увеличения плотности бетона улучшают общие характеристики готовой смеси. Если состав бетона будет по ГОСТу, то и плотность будет вполне известной величиной.

  • Легкий — плотность бетона от 500 до 1800 кг/м?. К такому бетону относятся ячеистые, газо- и пенобетоны, керамзитобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый. Несущая способность такой смеси после застывания очень мала.
  • Тяжелый или обычный бетон — плотность бетона от 1800 до 2500 кг/м?. Наполнителем для такого бетона служит гравий, щебёнка (базальт, гранит, известняк). Такой бетон имеет отличные износостойкие свойства, поэтому его часто применяют в промышленном строительстве.
  • Особо тяжелый бетон — плотность бетона свыше 2500 кг/м?. Так называемые баритовый, магнетитовый, лимонитовый бетонные смеси. Такой бетон используют при строительствах АЭС, так ка он защищает от ионизирующего излучения.

Конечно лучше всего покупать уже готовый бетон, изготовленный по ГОСТу, а не самим колдовать, потому что не всегда мы можем добиться желаемого результата в таком деле, как строительство.

Источник:
Плотность бетона
Плотность бетона очень не простая характеристика, так как при добавлении различных компонентов в смесь она либо увеличивается либо уменьшается. При застывании прочность бетона увеличивается,
http://blogbeton.ru/%d0%bf%d0%bb%d0%be%d1%82%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c-%d0%b1%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%bd%d0%b0/

COMMENTS