Статьи

На этой странице мы разместили наиболее интересные статьи посвященные бетону, цементу и строительству в целом. Статьи посвященные различным современным технологиям в строительстве.

- Комплексная модификация цементных растворов
- Класс, прочность и однородность бетона
- Модификаторы и пластификаторы бетона
- Неавтоклавный ячеистый бетон
- Полипропиленовые волокна для бетона
- Автобетононасосы
- Какие бывают виды бетонов
- Определение состава бетона
- История бетона
- Всё о бетоне, как старейшем строительном материале
- Что нужно учесть при заказе бетона
- Щебень как строительный материал
- ЖБИ, история и применение в строительстве

Комплексная модификация цементных растворов

В данный момент на российском рынке строительных материалов появился широкий ассортимент сухих смесей с очень большим разбегом по качеству и по цене. Дать полный анализ огромному количеству материалов и уровню их производителей в одной маленькой статье – дело безнадежное, да и задача в данном случае такая не стоит. Попробуем лишь классифицировать эти материалы и дать оптимальные рекомендации по их применению.

Первая группа – это обычные цементно-песчаные смеси или, как их иногда называют, “горцовки”. Песок применяется обычно либо фракционированный, либо молотый. Применение цементно-песчаных смесей дороже, чем покупка отдельно цемента и песка примерно в 2-2,5 раза, но существенно удобнее из-за стабильного качества песка.

Вторая группа – сухие смеси с реологическими добавками. Это группа материалов более дорогая, чем “горцовки”, но ее также можно отнести к дешевым. От обычной песчаной смеси эти материалы отличаются наличием реологических добавок. Обычно эту роль выполняют эфиры целлюлозы.

Помимо реологии цементного раствора эти добавки могут улучшать водоудержание и первичную адгезию к поверхности. Соответственно благодаря им обычная цементно-песчаная смесь превращается в штукатурку, плиточный клей или удобный в работе кладочный раствор.

Третья группа – наиболее дорогая. В нее входят сухие смеси, содержащие как реологические, так и прочностные добавки. В зависимости от назначения они могут повышать стойкость цементного камня к излому, к разрыву, к истиранию, повышать водостойкость и т.д.

Эта группа сухих смесей наиболее большая по ассортименту и ориентирована на требовательного покупателя с тугим кошельком.

Разумеется, напрашивается вопрос: “Как можно получить качественный цементный раствор со всеми положительными свойствами, которые имеют дорогие сухие смеси, но за меньшие деньги?”.

На первый взгляд задача неразрешимая. Ведь вполне понятен принцип – “хороший товар должен хорошо стоить”.

Так что же делать большинству россиян, которым приходится внимательно считать свои расходы?

На самом деле выход есть – это жидкие модификаторы.

Не будем рассматривать сухие смеси специализированного назначения, типа наливных полов или “гидростопов” для бассейнов. Остановимся на наиболее массовых продуктах, на долю которых приходится 90-95% рынка данных материалов. К этой группе относятся: кладочные цементные растворы, штукатурки, шпатлевки и клей для кафельной плитки.

Все эти материалы можно получить из обычной цементно-песчаной смеси при помощи модификатора цемента. В принципе этот метод не нов. До сих пор многие мастера добавляют стиральный порошок в качестве реологической добавки в кладочный цементные растворы, ПВА в клей для кафельной плитки для повышения первичной адгезии, а также прочности и водостойкости цементного камня. Эти приемы не являются ошибочными, просто они устарели на фоне специализированных добавок.

Давайте рассмотрим подробно, какие результаты можно получить на примере модификатора цементных растворов, а также несколько способов его применения.

Для приготовления грунтовки модификатор разбавляют водой в соотношении от 1:2 до 1:0,5. Обрабатываемая поверхность (бетонное, цементное или цементно-известковое основание) должно быть предварительно очищено от загрязнений, остатков старых покрытий, плохо держащихся слоев и т.д. Грунтовку наносят кистью или щеткой в один слой. Дальнейшие работы производятся после полного высыхания грунтовки (40-60 мин).

В готовые цементные растворы необходимо добавлять неразведенный модификатор (в расчете на 10 кг сухой цементно-песчаной смеси):
для кладочных цементных растворов от 150 до 250 г;
для штукатурок от 350 до 1 кг;
для укладки керамической плитки от 500 до 1,5 кг.

При этом необходимо иметь в виду, что добавка модификатора значительно улучшает пластичность цементного раствора, в связи с чем при добавлении модификатора нужно следить за сохранением требуемой консистенции.

С учетом того, что оптовая цена модификатора не превышает 16,5 руб./кг без учета тары, вывод об экономической выгоде напрашивается сам по себе.

Применение модификатора позволяет улучшить первичную адгезию цементного раствора, его стабильность, а также прочностные характеристики и водостойкость самого покрытия. Это объясняется наличием в его составе полимерной дисперсии, которая создает более плотную структуру, заполняя мелкие поры поверхности, что снижает водопоглощение и уменьшает растрескивание. Такие свойства особенно важны при проведении штукатурных и кладочных работ.

Количество введенного модификатора позволяет регулировать клеевые свойства цементного раствора, которые важны при проведении облицовочных работ, где используется тонкий слой материала. При его увеличении возрастает клеящая способность приготовленного цементного раствора.

Используя способность модификатора продлевать время жизни материала, в который он вводится, можно значительно увеличить производительность труда при кладке и штукатурке поверхности, поскольку появляется возможность нанести цементный раствор на большую площадь, а также экономить сам цементный раствор, так как нет потерь, связанных с его пересыханием. Это обеспечивают загустители, входящие в состав модификатора. Они связывают воду, уменьшая водоотдачу из цементного раствора в поверхность.

в начало

Класс, прочность и однородность бетона

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают требуемые характеристики бетона: класс бетона (марку) прочности, марки морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см2) эталонных образцов-кубов.

За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению (кгс/см2) контрольных образцов. Эта марка назначается тогда, когда она имеет главенствующее значение.

Проектная марка бетона по морозостойкости характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, подвергающегося многократному воздействию отрицательных температур.

Проектная марка бетона по водонепроницаемости характеризуется односторонним гидростатическим давлением (кгс/см2), при котором образцы бетона не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, к которому предъявляются требования по плотности и водонепроницаемости.

Проектную марку бетона по прочности на сжатие контролируют путем испытания стандартных бетонных образцов: для монолитных конструкций – в возрасте 28 сут, для сборных конструкций – в сроки, установленные для данного вида изделий стандартом или техническими условиями.

Проектную марку бетона монолитных конструкций разрешается устанавливать при специальном обосновании в возрасте 90 или 180 сут в зависимости от сроков загружения, что позволяет экономить цемент.

Прочность бетона определяют путем испытания образцов, которые изготовляют сериями; серия состоит, как минимум, из двух образцов. Для изготовления контрольных образцов отбирают пробу бетонной смеси из средней части замеса или порции смеси. Бетонную смесь уплотняют в формах на лабораторной площадке. Изготовленные образцы хранят не менее 24 ч в формах, покрытых влажной тканью, на воздухе с температурой 20±2°С, затем распалубленные образцы помещают в камеру “нормального твердения”, в которой поддерживается относительная влажность воздуха не ниже 95% и температура 20±2°С.

Поскольку образцы могут быть разной формы и размера, показатели прочности приводят к кубиковой прочности базового образца размером 15x15x15 см умножением на масштабный коэффициент. Для кубов с длиной ребра 10 см коэффициент равен 0,95; для 20 см -1>05. Размер ребра куба должен быть примерно в три раза больше наибольшей крупности зерен заполнителя.

Предел прочности при растяжении возрастает при повышении марки бетона по прочности при сжатии, однако увеличение сопротивления растяжению замедляется в области высокопрочных бетонов. Поэтому прочность бетона при растяжении составляет 1/10-1/17 предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе – 1/6-1/10.

Проектные марки тяжелого бетона по прочности на сжатие: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800. Марки М250, М350 и М450 применяют при условии, что это приводит к экономии цемента. Бетоны высоких марок (М500-М800) нужны для предварительно напряженных железобетонных конструкций. При этом плотный бетон хорошо защищает стальную арматуру от коррозии, что особенно важно для предварительно напряженных конструкций, работающих в агрессивных условиях.

Бетон должен быть однородным – это важнейшее техническое и экономическое требование. Для оценки однородности бетона данной марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени, имеется в виду, что стандартные образцы твердели в одинаковых условиях одно и то же время. Прочность бетонных образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую и меньшую стороны. На прочности сказываются колебания в качестве цемента и заполнителей, точность дозирования составляющих, тщательность приготовления бетонной смеси и другие факторы. Чем ближе частные результаты испытания образцов к среднему значению, тем выше однородность бетона.

Для повышения однородности бетона необходимо применение цемента и заполнителей гарантированного качества, повышение уровня технологической дисциплины, автоматизация производства.

Класс бетона – это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.

Бетоны подразделяются на классы (МПа): Bl; Bl,5; B2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Например, класс бетона В30 следует понимать так, что с вероятностью 0,95 при определении прочности на сжатие в любом сечении конструкции будет результат 30 МПа и более и только в 5% случаях можно ожидать менее 30 МПа.

Прочность бетона нарастает в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях. Взаимодействие цемента с водой прекращается, если бетон высыхает или замерзает. Раннее высыхание и замерзание бетона непоправимо ухудшает его строение и свойства.

Бетон нуждается в уходе, создающем нормальные условия твердения, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 сут). В теплое время года влагу в бетоне сохраняют путем поливки и укрытия. На поверхность свежеуложенного бетона наносят битумную эмульсию или его укрывают полиэтиленовыми и другими пленками.

в начало

Модификаторы и пластификаторы бетона

Хотя бетон является одним из самых надёжных и универсальных строительных материалов, бывают случаи, когда без использования различных добавок, повышающих его эксплуатационные свойства, не обойтись. Такие добавки принято называть пластификаторами и модификаторами. Правда, использование модификаторов и пластификаторов не ограничивается одним лишь бетоном. Эти добавки можно применять для повышения эксплуатационных характеристик многих других растворов из песка и цемента.

Использование тех или иных пластификаторов и модификаторов во многом зависит от условий, в которых будет применяться бетон. Так, например, некоторые пластификаторы могут замедлять или, наоборот, ускорять схватывание бетона. Отдельные виды модификаторов существенно увеличивают прочность или морозостойкость бетона или придают ему специальные свойства. В странах Европы и Америки модификаторы и пластификаторы уже давно превратились в неотъемлемую часть производства бетона.

К недостаткам многих пластификаторов и модификаторов бетона можно отнести то, что “приправленная” бетонная смесь, залитая в опалубку, должна некоторое время вибрировать. Но этот недостаток достаточно легко устранить. Для этого достаточно добавить в бетон особый состав, который сделает его самоуплотняемым. Когда бетон станет самоуплотняемым, потребность в вибрации бетонной смеси сразу же отпадёт. Плюс самоуплотняемость обеспечит возможность беспустотной заливки даже самых сложных конструкций из бетона.

Как видим, применение модификаторов и пластификаторов бетона очень выгодно и в экономическом, и в практическом смысле. Пластификаторы и модификаторы снижают энергетические затраты на укладку бетона, способствуют повышению подвижной смеси, продлевают эксплуатационный срок готовых конструкций и уменьшают расход цемента. Однако российский рынок модификаторов и пластификаторов для бетона пока что находится в зачаточном состоянии, поэтому отечественный потребитель почти ничего не знает об этих замечательных добавках. Будем надеяться, в скором времени ситуация изменится к лучшему.
в начало

Неавтоклавный ячеистый бетон

Хотя бетон является одним из самых надёжных и универсальных строительных материалов, бывают случаи, когда без использования различных добавок, повышающих его эксплуатационные свойства, не обойтись. Такие добавки принято называть пластификаторами и модификаторами. Правда, использование модификаторов и пластификаторов не ограничивается одним лишь бетоном. Эти добавки можно применять для повышения эксплуатационных характеристик многих других растворов из песка и цемента.

Использование тех или иных пластификаторов и модификаторов во многом зависит от условий, в которых будет применяться бетон. Так, например, некоторые пластификаторы могут замедлять или, наоборот, ускорять схватывание бетона. Отдельные виды модификаторов существенно увеличивают прочность или морозостойкость бетона или придают ему специальные свойства. В странах Европы и Америки модификаторы и пластификаторы уже давно превратились в неотъемлемую часть производства бетона.

К недостаткам многих пластификаторов и модификаторов бетона можно отнести то, что “приправленная” бетонная смесь, залитая в опалубку, должна некоторое время вибрировать. Но этот недостаток достаточно легко устранить. Для этого достаточно добавить в бетон особый состав, который сделает его самоуплотняемым. Когда бетон станет самоуплотняемым, потребность в вибрации бетонной смеси сразу же отпадёт. Плюс самоуплотняемость обеспечит возможность беспустотной заливки даже самых сложных конструкций из бетона.

Как видим, применение модификаторов и пластификаторов бетона очень выгодно и в экономическом, и в практическом смысле. Пластификаторы и модификаторы снижают энергетические затраты на укладку бетона, способствуют повышению подвижной смеси, продлевают эксплуатационный срок готовых конструкций и уменьшают расход цемента. Однако российский рынок модификаторов и пластификаторов для бетона пока что находится в зачаточном состоянии, поэтому отечественный потребитель почти ничего не знает об этих замечательных добавках. Будем надеяться, в скором времени ситуация изменится к лучшему.
в начало

Полипропиленовые волокна для бетона

Полипропиленовые волокна – это разновидность олефиновых волокон, которые производятся из сополимеров или полимеров пропилена. В качестве добавок для бетона пропиленовые волокна используются уже четверть века. Большая популярность этих материалов обусловлена тем, что они значительным образом повышают ударопрочность бетона и его устойчивость к скалыванию.

Длина, количество и вид полипропиленовых волокон во многом зависят от конструкционных особенностей возводимой постройки из бетона. Стандартная же дозировка волокон составляет примерно 0,1% от общего объёма бетонной смеси. Пропиленовые волокна обычно поставляются в растворимых мешках весом шестьсот или девятьсот грамм.

Один мешок полипропиленовых волокон добавляется на каждый кубический метр бетона. Если бетон изготавливается на заводе, то мешки бросаются в смесительную установку. В противном случае они забрасываются в бетономешалку. Для равномерного рассеивания без появления скоплений или комков полипропиленовые волокна достаточно перемешать в течение пяти минут в бетономешалке.

Полипропиленовые волокна существенно повышают сцепление бетонной смеси и препятствуют оседанию крупных частиц при уплотнении, облегчая тем самым подачу бетона. Они повышают способность бетона к деформации без разрушения его структуры в самый критический период схватывания. Препятствуют полипропиленовые волокна и перемещению влаги в бетоне, увеличивая гидратацию поверхностного цемента.

Помимо этого, пропиленовые волокна обеспечивают устойчивость бетона к растрескиванию при пластической усадке, оседанию, истиранию, замораживанию и оттаиванию. Полипропиленовые волокна повышают также пожаростойкость, остаточную прочность и стойкость бетона к различным микроорганизмам, способным повредить его структуру.

Благодаря описанным выше свойствам полипропиленовые волокна применяются для производства бетона любых видов и марок. Преимущества полипропиленовых волокон особенно ощущаются при возведении таких монолитных построек, как стенки набережных, мосты и дамбы. Но лучше всего они себя показали при изготовлении бетонных покрытий.

Потребитель почти ничего не знает об этих замечательных добавках. Будем надеяться, в скором времени ситуация изменится к лучшему.
в начало

Автобетононасосы

Автобетононасос – это строительное оборудование, предназначенное для подачи бетона к месту укладки, как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Автобетононасос устанавливается на автомобильные шасси и состоит из раздаточной стрелы, системы опоры и бетононасоса. В зависимости от марки автобетононасоса, длина его стрелы может меняться в большую или меньшую сторону.

По количеству камер объёмного вытеснения автобетононасосы делятся на одноцилиндровые и двухцилиндровые, а по типу привода на кривошипно-шатунные и гидравлические. Гидравлические автобетононасосы обладают самой высокой производительностью, поэтому их рекомендуется использовать на крупных строительных объектах.

Производительность автобетононасоса может достигать 200 кубических метров в час, а высота подачи бетона – 47 метров. Некоторые модели автобетононасосов могут вращаться вокруг вертикальной оси или оснащаться миксерами для перемешивания бетона. В целом же функциональных возможностей даже самого простого автобетононасоса вполне хватает для укладки бетона на довольно большие площади.

Управление работой автобетононасоса может осуществляться либо из кабины водителя, либо с пульта, установленного на автомобильные шасси. Работу автобетононасоса можно контролировать и с помощью пульта дистанционного управления. Такой пульт может передавать сигналы по радио или кабелю, подключённому к автобетононасосу.

Подача материала из автобетононасоса производится по специальной трубе, которая называется бетоновод. Бетоновод надёжно крепится к раздаточной стреле автобетононасоса, что полностью исключает потери материала в процессе подачи к месту укладки. Если укладку бетона планируется проводить в зимнее время, бетоновод следует утеплить или обогреть паром.

Автобетононасосы обеспечивают качественную и быструю подачу бетона, что снижает затраты на его укладку и автоматизирует многие строительные процессы. Они существенно ускоряют такие строительные работы, как обустройство фундаментов, возведение саркофагов для захоронения химических отходов, создание бетонных полов и перекрытий. В зависимости от функциональности, автобетононасосы могут использоваться и для решения многих других строительных задач.
в начало

Какие бывают виды бетонов

Бетон – это искусственный камень, изготавливаемый путём связывания различных сыпучих материалов (гравий, щебень или песок) посредством цемента. Отвердевание бетона осуществляется за счёт химического соединения с водой сыпучих материалов и цемента. Процесс затвердевания бетона не сопровождается обжигом. Бетон твердеет либо в автоклавах, либо естественным образом. Если бетон содержит равномерно распределённые мелкие воздушные ячейки замкнутого типа, его называют ячеистым. В свою очередь, ячеистый бетон делится на пенобетон и газобетон. Разновидность ячеистого бетона определяется, исходя из технологии его изготовления и наличия некоторых характерных особенностей, присущих тому или иному виду этого материала.

Газобетон

Газобетон производится путём образования ячеек в цементе, которые получаются из-за пузырьков газа. Газ же, используемый для изготовления газобетона, образуется из-за химического воздействия цемента на специфические добавки. Когда газ вступает во взаимодействие с цементом, последний вспучивается, и в нём появляются ячейки. Впоследствии цементный раствор затвердевает во вспученном состоянии, а ячейки при этом сохраняются.

Пенобетон

Пенобетон – это камневидный материал искусственного происхождения, который производится путём смешивания портландцемента со специальной пеной. Как и газобетон, пенобетон содержит большое количество равномерно распределённых замкнутых ячеек из воздуха. Пена же, предназначенная для изготовления пенобетона, производится из разнообразных пенообразующих веществ.

Качественный пенобетон должен представлять собой однородную массу с замкнутыми ячейками, не содержащими посторонних включений, в том числе прослойки цемента и раковины. Если же в пенобетоне требуется уменьшить теплопроводность, необходимо уменьшить размер ячеек. Уменьшив число замкнутых воздушных ячеек, снизится и теплопередача через конвекцию.

Напоследок отметим, что любой вид бетона обязательно должен иметь правильную форму, а также неповреждённые углы, рёбра и поверхность. Когда бетон изготавливается на месте проведения строительных работ, следует тщательно следить за тем, чтобы на нём не появлялись трещины. Если на бетоне появятся трещины, его нельзя будет использовать.
в начало

Определение состава бетона

Подбор состава бетона производят с целью получения бетона с требуемыми качественными показателями, установленными в проектной документации на изделия или конструкции, при минимальном расходе цемента или другого вяжущего. Состав бетона подбирают на средний уровень прочности бетона, устанавливаемый в соответствии с фактической его однородностью по прочности на сжатие, растяжение или растяжение при изгибе. Номинальный состав бетона определяют в следующей последовательности: устанавливают характеристики исходных материалов, производят расчет начального и дополнительных составов бетона, делают пробные замесы всех составов с корректировкой удобоукладываемости бетонной смеси; изготовляют и испытывают образцы бетона по всем требуемым показателям качества; обрабатывают полученные результаты и выбирают номинальный состав бетона, обеспечивающий получение бетонной смеси и бетона с требуемыми показателями качества при минимальном расходе вяжущего.

Начальный состав бетона рассчитывают исходя из фактических характеристик материалов по известным методикам. Дополнительные составы рассчитывают аналогично начальному при значениях варьируемых параметров состава бетона, отличающихся от принятых при расчете начального на ±(15…30%). После определения номинального состава, устанавливают рабочий состав бетона с учетом фактической влажности заполнителей, который передают в производство.

При изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций с целью повышения их надежности и безопасности проводят статистический контроль и приемку бетона по прочности с учетом фактической однородности.

Контроль может осуществляться разрушающим (по результатам испытаний образцов на прессе) или неразрушающим (ультразвуковым сквозным прозвучиванием или отрывом со скалыванием) методами. Прочность на растяжение и сжатие в проектном возрасте (для сборных конструкций) контролируется только по образцам.

Для определения однородности прочности бетона номинального рабочего состава на месте изготовления конструкций в течение месяца, так называемого анализируемого периода, производят отбор не менее 30 проб бетонной смеси (по две пробы от каждой партии бетона), из которых изготовляют соответствующее количество серий контрольных образцов по каждому виду прочности (отпускной, передаточной, в промежуточном и проектном возрасте). В состав партии включают бетон, изготовляемый по одной технологии в течение не менее одной смены и не более недели. При неразрушающем методе контролируют 10% конструкций, но не менее 3 в партии. В качестве характеристики однородности прочности бетона используют средний коэффициент вариации по всем партиям бетона за месяц. Его вычисляют как среднеарифметическое из 15 коэффициентов вариации локальных партий бетона. Далее, исходя из найденного среднего партионного коэффициента вариации в соответствии с рекомендуемыми правилами контроля прочности бетона, определяют коэффициенты требуемой прочности бетона, на основании которых вычисляют контрольные характеристики требуемой, среднего уровня, верхней предупредительной границы прочности и некоторые другие ограничительные характеристики прочности бетона (в проектном возрасте) и локальных коэффициентов вариации прочности по отдельным партиям.

Вычисленные характеристики однородности и прочности бетона используются для контроля производства в течение так называемого контролируемого периода, продолжительность которого также составляет один месяц. Сохраняя в этот период методику отбора и испытания проб бетонной смеси, принимают его за анализируемый и вычисляют новые значения среднего партионного коэффициента прочности и других статических характеристик прочности бетона, которые распространяют на последующий контролируемый период и т.д.

Приведенная методика подбора состава бетона распространяется на все его виды. Учитывая большой объем вычислений, все расчеты и анализ полученных данных выполняются на компьютере по специальной программе.
в начало

История бетона

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее – известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом “эмплектон” (emplekton). Встречается также слово “рудус” (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание “опус цементум” (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно “научили” их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

в начало

Всё о бетоне, как старейшем строительном материале

Что такое бетон?

Бетон – это искусственный камень, состоящий из четырех основных компонентов: воды, цемента, мелких и крупных заполнителей. Бетон – композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси.

Что такое прочность бетона?

Прочность является самым важным свойством бетона. Как и природный камень, бетон лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению, поэтому за критерий прочности принят предел прочности бетона при сжатии. Прочность бетона нарастает в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях. Взаимодействие цемента с водой прекращается, если бетон высыхает или замерзает. Раннее высыхание или замерзание бетона непоправимо ухудшает его строение и свойства.

Что такое однородность бетона?

Бетон должен быть однородным – это важнейшее технологическое требование. Для оценки однородности бетона данной марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени, имеется в виду, что стандартные образцы твердели в одинаковых условиях одно и то же время. Прочность бетонных образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую и меньшую стороны. На прочности сказываются колебания в качестве цемента и заполнителей, точность дозирования составляющих, тщательность приготовления бетонной смеси и другие факторы.

Что такое плотность бетона?

Плотность бетона – отношение массы бетона к его объему (кг/м3). Плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, тем он прочнее. На плотность бетона оказывает существенное влияние наличие пор. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в реакцию с цементом при его твердении, при плохом перемешивании бетонной смеси, и, наконец, при недостаточном количестве цемента.

Что такое класс и марка бетона?

Марка бетона определяет предел прочности на сжатие в кгс/см2. В строительстве применяются следующие марки бетона: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М350, М400, М450, М550, М600, М700, М800. Класс бетона – это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100, и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его невыполненным. Бетоны подразделяются на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В25; ВЗО; В40; В45; В50; В55; В60.

Как соотносятся марка и класс бетона?

Соотношение между классом и марками бетона по прочности приведены в таблице:

Что такое морозостойкость бетона?

За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%. Установлены следующие марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Что подразумевается под водонепроницаемостью бетона?

Водонепроницаемость – это свойство бетона противостоять действию воды, не разрушаясь. По водонепроницаемости бетон делят на марки W2, W4, W6, W8 и W12, причем марка обозначает давление воды (кгс/смг), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания.

Что такое “осадка конуса” и как ее измерить?

Осадка конуса (O.K.) – это понятие, характеризующее пластичность бетона. O.K., измеряется в см и чем она больше, тем более подвижен бетон. Процесс измерения O.K. достаточно прост и доступен в полевых условиях. Для измерения O.K. используется стандартный усеченный конус высотой 30 см с диаметром нижнего отверстия 20 см и диаметром верхнего отверстия 10 см.

Конус ставится на ровную поверхность большим отверстием книзу и наполняется бетоном с периодическим проштыковыванием металлическим прутом для удаления воздуха. Обычно конус наполняется в два приема, каждый раз проштыковывая только вновь наполняемый объем. Сначала заполняется две трети объема и проштыковывается 15 раз стандартной штыковкой диаметром 20 мм, затем заполняется весь объем и вновь штыкуется 15 раз. После наполнения всего конуса излишки бетона аккуратно удаляются и конус медленно, с небольшими покачиваниями поднимается (нельзя поднимать конус резко!). Бетонная масса вытекает из-под конуса и образует некое подобие горки. Конус ставится рядом, для облегчения замеров его можно перевернуть вверх ногами, и замеряется расстояние, на которое опустилась бетонная смесь.

Как уложить бетон в труднодоступное место на строительной площадке?

Для этих целей раньше применились краны с бадьями. При укладке с помощью крана бетон поступает в опалубку прямо из бадьи. Концентрация бетона в одном месте с распределением его глубинным вибратором приводит к значительному повышению трудоемкости и требует больших затрат электроэнергии. В настоящее время более простым и практичным методом распределения бетона в опалубке является перекачка бетононасосом. При этом достигается равномерность в укладке бетона, устраняются простои, связанные, например, с необходимостью строительства подмостей или с ожиданием подхода бадьи, и, самое главное, значительно снижаются затраты по укладке бетона.

Нужен ли уход за бетоном?

Бетон нуждается в уходе для создания нормальных условий твердения, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 суток). В теплое время года влагу в бетоне сохраняют путем поливки и укрытия от солнечных лучей. На поверхность свежеуложенного бетона наносят битумную эмульсию или его укрывают полиэтиленовыми или другими пленками. Портландцемент, основной компонент в бетонной смеси, относится к гидравлическим вяжущим, то есть набирающим прочность только во влажной среде. Поэтому, для того чтобы бетон набрал марочную прочность, он должен быть влажным на протяжении всего времени набора прочности. Бетон может набирать прочность всю свою жизнь, но наиболее интенсивно в самые первые дни после укладки. Поэтому существует такое понятие как “стандартное время набора прочности” (во всем мире принято 28 суток). При тестовых испытаниях образцы бетонов выдерживаются первый день в форме в естественных условиях, а последующие 27 дней при влажности 100% и температуре 20°С, а образцы цементных растворов первый день в форме, а 27 дней – в воде.

Поэтому удержание воды в бетоне после его схватывания является очень важным фактором при изготовлении ответственных изделий и конструкций из бетона. Согласно СНиП бетон без пластификаторов выдерживают пол слоем сырых опилок, песка или мешковины не менее 7 дней и периодически поливают водой (при температуре воздуха свыше 20°С – через 3 часа), в том числе и ночью. А бетон с пластификаторами – не менее 14 суток!

Как регулировать воду в бетоне?

Для нормальной гидратации цемента нужно около 25% воды по отношению к массе цемента (водоцементное соотношение – в/ц). Но бетон, приготовленный с таким количеством воды, будет чрезвычайно жестким, поэтому обычно количество воды увеличивают для улучшения пластичности и удобоукладываемости бетона. Нужно учитывать что вода, не принявшая участие в реакции гидратации цемента, будет уменьшать плотность бетона, и, обраэовывая поры, существенно уменьшать прочность бетона. При в/ц больше 0,6 возможно расслоение бетонной смеси. Для улучшение удобоукладываемости бетона при сохранение низких значения в/ц используются специальные добавки, в бетон: пластификаторы и суперпластификаторы. После набора бетоном некоторой прочности, лишняя вода уже не в состоянии увеличивать объем смеси, раздвигая компоненты бетонной смеси, и будет заполнять только поры в бетоне. Реакция гидратации цемента довольно длительная: при хорошем уходе бетон может повышать прочность годами. Известно, что чем старше бетон, тем он прочнее. Это утверждение верно, только если соблюдены следующие условия: положительная температура и высокая влажность (не менее 90%). Поэтому во время интенсивного набора прочности бетоном, стандартные 28 суток бетон должен быть влажным. Таким образом, при замешивании смеси лишняя вода ухудшает качество бетона, а после схватывания бетон без воды обходиться не может.

Как лучше доставить бетонную смесь к месту укладки?

Существует два способа доставки бетонной смеси: автосамосвалом и автобетоносмесителем. При перевозке бетонной смеси автосамосвалом смеси угрожает расслаивание, в результате чего на строительную площадку попадает неоднородная бетонная смесь, которая потребует дополнительного перемешивания. Этого можно избежать, доставляя бетонную смесь в автобетоносмесителе, в котором бетонная смесь перемешивается во время транспортировки, и расслоения не происходит.

Как долго может находиться бетонная смесь в автобетоносмесителе до начала ее укладки?

Продолжительность транспортирования бетонной смеси зависит от температуры наружного воздуха и активности цемента, применяемого для изготовления бетона, и колеблется от 45 минут до 2-х часов. Для сохранения качества бетона при его длительной транспортировке, сохранения требуемой удобоукладываемости смеси в бетонную смесь необходимо вводить замедлители схватывания и твердения, а также пластификаторы. Бытует мнение, что пока миксер вращается, бетон не схватывается. Так ли это на самом деле?

Это мнение в корне неверно. Реакция гидратации цемента начинается сразу после смешивания его с водой, и замедлить или даже остановить ее можно только добавлением специальных добавок, которые позволяют отодвинуть сроки схватывания бетона на 2-4 часа. Длительное перемешивание (в течение нескольких часов) только ухудшает качество бетона, так как рвутся начинающиеся образовываться связи цементного клея (цемент в бетоне выступает в качестве связующего вещества (клея)). Если вращать бочку миксера свыше 3-х часов, то бетон вообще может не схватиться. Это будет уже не бетон, а смесь щебня, покрытая затвердевшим слоем цементного раствора, и прочность эта смесь уже не наберет никогда.

Что лучше для заливки полов – цементный раствор или бетон?

Для заливки полов в жилых или производственных помещениях лучше применять бетон, так как при одинаковых прочностных характеристиках (марке по прочности) износостойкость бетона примерно в три раза выше износостойкости раствора.

Зачем нужны добавки в бетон?

Прежде всего – для повышения качества бетона и получения дополнительных специальных свойств, что позволяет ускорить темпы ведения строительства, а также значительно его удешевить. Специальные свойства бетону необходимы как при строительстве дорог и аэродромных покрытий, гидротехнических сооружений, причалов, бассейнов и целого ряда специальных сооружений, так и при монолитном строительстве жилых и промышленных зданий, ведении свайных работ и т.д. Как показывает опыт западных производителей бетона, бетон с добавками применяется на каждом строительном объекте, так как к обычному бетону предъявляют все большие и большие требования, которые без добавок он не в состоянии выполнить.

Какие бывают добавки для бетона?

В настоящее время существует множество различных добавок, при жарком климате, например, часто используются замедлители твердения. При производстве попов, подвергающихся замерзанию/оттаиванию, как, например, полы на открытых площадках или в морозильных камерах и т.п., рекомендуется применять (кроме использования замедлителей), только воздухо-поглощающие реагенты. Для повышения удобоукладываемости бетона применяются пластификаторы и суперпластификаторы. Для бетонирования в фунтах, насыщенных водой, а также для строительства бассейнов и различного рода резервуаров применяются добавки, повышающие в несколько раз водонепроницаемость бетона.

Возможно ли зимнее бетонирование?

Да, но для этого необходимо выполнить ряд условий. Первым, из которых будут дополнительные требования к приготовлению бетонной смеси. Песок, щебень должны храниться под навесами или а закрытых помещениях, предотвращающих попадание влаги. Если температура наружного воздуха опускается ниже -10°С, то необходимо подогревать и заполнители. Второе условие: транспортировать бетонную смесь к месту укладки необходимо только в автобетоносмесителях. И третье, самое важное условие, – готовность заказчика или производителя работ производить бетонирование в зимний период.

Как ухаживать за бетоном, уложенным при отрицательных температурах?

Бетонная смесь при укладке в опалубку должна иметь температуру не менее +5°С. Укладывать бетонную смесь на место желательно как можно быстрее и без перерывов. Известно, что твердение бетона зависит от химических реакций цемента с водой. А основную роль в этом будут играть тепло и вода. Поэтому в зимнее время опалубку утепляют, а сразу же после окончания бетонирования утепляют и верхнюю, открытую часть бетона. При твердении цемент выделяет тепло и во многих случаях количество тепла оказывается достаточным, чтобы во время остывания бетон приобрел необходимую прочность. Эта прочность позволяет снимать опалубку с конструкции, уже не боясь замораживания. Такой способ применим только при бетонировании массивных конструкций, так как тонкостенные конструкции очень быстро остывают. На тонкостенных конструкциях рекомендуется применять искусственный обогрев бетона электрическим током, в комплексе с утеплением опалубки.

Можно ли заставить бетон твердеть в зимнее время, не подогревая его?

Оказывается можно, если ввести в бетонную смесь специальные добавки. Какова роль этих добавок? Они понижают температуру замерзания воды и ускоряют твердение бетона. Такие бетоны твердеют и приобретают прочность при отрицательных температурах. При этом вводимые добавки повышают качество бетона и не агрессивны к арматуре.

в начало

Что нужно учесть при заказе бетона

Поставка каждой партии продукции (автомашины) фиксируется отметкой Грузополучателя в товарно-транспортной накладной. При приемке продукции Грузополучатель обеспечивает присутствие на строительных объектах, во время поставок, ответственных за приемку продукции со штампами, удостоверяющими получение продукции в товарно-транспортных документах. При этом штамп и подпись на накладной должны быть проставлены четко и разборчиво.

При отказе от приемки продукции на строительном объекте по причинам не зависящим от Поставщика, Покупатель обязан надлежащим образом удостоверить в товарно-транспортной накладной факт и причину отказа в получении груза и оплатить его стоимость и стоимость доставки. В случае переадресовки продукции (без предварительного уведомления Поставщика) Покупатель возмещает стоимость транспортных услуг по времени, затраченному на переадресовку. Если Грузополучатель отказался удостоверить в накладной отказ от получения продукции, основанием для возмещения является акт составленный представителями Поставщика и Грузоперевозчика (водителя-экспедитора). Письменный отказ Покупателя от подлежащей поставке продукции направляется Поставщику (письмо, факс, телефонограмма) не позже чем за сутки, запланированного графиком, времени начала поставки. При несвоевременном отказе, Покупатель возмещает Поставщику стоимость отгруженной продукции и прогона автотранспорта по действующим на тот день расценкам.

Качество поставляемой продукции должно соответствовать ГОСТ 7473-94 и ГОСТ 28013-98 . Каждая партия сопровождается документом о качестве .Приемка продукции осуществляется: по качеству – согласно инструкции П-7 от 25 апреля 1966 г., а по количеству – согласно инструкции П-6 от 15 июня 1965 г. утвержденных постановлением Госарбитража СССР с последующими изменениями и дополнениями.

Покупатель (Грузополучатель) обязуется: оплатить полученную продукцию в соответствии с условиями договора; содержать подъездные пути в пунктах разгрузки продукции и разгрузочные площадки в исправном состоянии; обеспечить во время поставки в местах разгрузки беспрепятственное и безопасное движение и свободное маневрирование автотранспорта большой грузоподъемности; нести материальную ответственность за ущерб, причиненный автотранспорту Поставщика в случаях аварий и повреждений транспортных средств по вине Покупателя в месте поставки продукции; обеспечить беспрерывность разгрузочного процесса на грузоприемных точках, не допускать простоя автотранспорта сверх установленных норм от начала разгрузки 40 минут.

Покупатель (Грузополучатель) обязан отметить время прибытия и убытия автотранспорта в месте разгрузки. При отсутствии отметок о прибытии, убытии с неподтвержденной подписью ответственного лица и отсутствии штампа в этой графе, претензии Покупателя о простоях предъявленных Поставщиком рассматриваться не будут. Сверхнормативный простой оплачивается Покупателем отдельно и основанием для начисления за сверхнормативный простой служит отметка Покупателя в товарно-транспортной накладной о прибытии и отправке автомашины. Предоставлять пропускные документы на право проезда к грузоприемным точкам, в центральные районы города, закрытые зоны и иные объекты, где требуется специальное разрешение на въезд.

Надо обеспечить необходимым количеством воды и местом слива остатков бетонной и растворной смеси.
в начало

Щебень как строительный материал

Щебень – это продукт дробления скальных горных пород. Данный продукт производится путем добычи в карьере горной породы, которую затем путем “грохочения” (способ дробления гранита) перерабатывают в щебень. Самой распространенной и широко применяемой горной породой является гранит. Щебень может быть получен также при дроблении валунов и гравия.
Основными физическими свойствами щебня из природных каменных материалов являются:
прочность;
морозостойкость;
лещадность;
истинная, средняя и насыпная плотности;
водопоглощение и водонасыщение;
зерновой состав и форма зерен;
активность естественных радионуклидов (радиоактивность).
Адгезия щебня:

Одной из специфических характеристик щебня является адгезия. Этот параметр отражает оценку качества сцепления битумных вяжущих с поверхностью щебня. Необходимо отметить, что на качество сцепления влияет цвет щебня. Лучшие показатели по адгезии дает серый и темно серый щебень.
Зерновой состав щебня:

Зерновой состав каждой фракции должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93 “Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ”. Исходя из требований указанного ГОСТа следует, что в фракции щебня, поставляемой на строительство, например 20-40мм, количество зерен размером мельче 20мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25*D (50 мм) не более 0,5%. Эти требования необходимы для строгого соблюдения зернового состава отдельных фракций. Соблюдение данных требований отражается в рассеве.
Лещадность щебня:

В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой (лещадной – произошло от слова “лещ”, т.е. плоский как лещ) и игловатой форм. К зернам пластинчатой и игловатой форм относят такие зерна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зерен щебень подразделяют на четыре группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе):
I группа “кубовидная” до 15%;
II группа “улучшенная” от 15% до 25%;
III группа “обычная” от 25% до 35%;
IV группа “обычная” от 35% до 50%.

Необходимо заметить, что “лещадность” это одна из самых важных характеристик качества щебня. Чем меньше лещадность, тем качественнее считается щебень. Использование щебня кубовидной формы дает наиболее плотную утрамбовку.

Наличие в щебне зерен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. Это в свою очередь приводит к увеличению расхода связующего компонента, а это влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зерна обладают большей прочностью, чем зерна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве экономически целесообразнее.

Для тех потребителей, которые выпускают высококачественные асфальт, бетон и железобетонные (в т.ч. мостовые) конструкции, кому по технологии требуется использование кубовидного щебня, можно предложить гранитный, базальтовый, габбро-диабазовый щебень очень хорошего качества, с лещадностью 8%, 12%, 15%, произведенный в Новгородской, Свердловской, Архангельской, Ленинградской областях. Для тех, кому необходим обычный щебень, предлагаются поставки из Ленинградской, Челябинской, Свердловской, Архангельской областей и Карелии. В этом случае лещадность не будет превышать 25%. Данный вид щебня пользуется наибольшим спросом у заказчиков.
Морозостойкость щебня:

Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400. Показатели морозостойкости щебня и гравия определяют при испытании замораживанием и оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия и высушиванием. В строительстве в основном применяют щебень с маркой прочности не менее F300.
Прочность щебня:

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре, и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

В зависимости от марки щебень делят на группы: высокопрочный М1200-1400, прочный М800-1200, средней прочности М600-800, слабой прочности М300-600, очень слабой прочности М200. В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5%, щебень марок М800, М600, М400 более 10%, щебень марок М300 и М200 более 15% по массе. Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.
Радиоактивность щебня:

Самая важная характеристика, с которой обычно начинается обсуждение качества строительного щебня с покупателем – это его радиоактивность. Если продукция должна быть пригодна для всех без исключения видов строительных работ, что должно быть подтверждено соответствующими сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями, исследованиями спец. лабораторий, то это означает, что весь поставляемый гранитный щебень и др. виды высокопрочного щебня относятся к I-му классу по радиоактивности (менее 370Бк/кг). Для строительства дорог подходит щебень II класса по радиоактивности (более 370Бк/кг).
Содержание пылевидных и глинистых частиц:

В щебне нормируют содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм). Кроме того, выделяют комки глины с крупностью частиц от 1,25 мм до наибольшего размера зерен щебня данной фракции при смеси фракций. Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,25% по массе. В щебне из магматических и метаморфических пород содержание пылевидных и глинистых частиц по массе не должно превышать 1 %, в щебне из осадочных пород марок от М600 до М1200-2%, а марок от М200 до М400-3%.
Фракции щебня:

По крупности щебень разделяют на фракции. Фракция это максимально допустимый размер отдельно взятого камня (зерна). Разделяют основные и сопутствующие фракции щебня. К основным фракциям относятся: 5-10мм, 5-20мм, 10-20мм, 20-40мм, 20-65мм, 25-60мм, 40-70мм. К сопутствующим фракциям относятся: 0-2мм, 0-5мм, 0-15мм, 0-20мм, 0-40мм, 0-60мм, 2-5мм. В отдельных случаях находят применение фракции 70-120мм и 120-150мм.

Наибольшим спросом на рынке пользуется гранитный щебень фракции 5-20мм, реже 5-15мм, применяющийся в производстве асфальта, бетона и железобетонных конструкций. Щебень гранитный фракций 20-40мм, 20-65мм, 25-60мм, 40-70мм так же пользуется устойчивым спросом, и применяется в строительстве и ремонте железнодорожных насыпей, трамвайных линий, подушек автомобильных дорог, в строительстве зданий при закладке фундамента, а также используется для дробления на более мелкие фракции щебня. Из всех природных каменных материалов, используемых в строительстве, щебень является основным.
Влагоотдача:

Свойство материала терять находящуюся в его порах влагу. Влагоотдача характеризуется количеством воды в процентах (по массе или объему), теряемым стандартным образцом материала в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре окружающей среды 20°С.
Водопроницаемость:

Способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, прошедшей в течении 1часа через образец площадью 1м и толщиной 1м при постоянном давлении.
Водопоглощение:

Способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу. Водопоглощение определяют по массе или объему и выражают в процентах. Водопоглощение по объему всегда меньше 100%, а по массе может быть более 100% (теплоизоляционные материалы способны поглощять значительно больше воды, чем их масса).
Гигроскопичность:

Свойство материалов поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичные материалы могут поглощать большое количество воды, при этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры.
Гравий и щебень:

Для бетонов используют следующие виды крупного заполнителя: щебень из природных каменных материалов, гравий и щебень из гравия, щебень из доменного шлака и из других побочных продуктов промышленности. Гравий для строительных работ бывает горным (овражным), речным и морским. Речной и морской гравий чище овражного, но имеет шлифованную поверхность, что ухудшает его сцепление с вяжущими веществами. Щебень из природного камня для строительных работ — смесь, получаемая после дробления кусков горных пород или искусственных камней. Щебень имеет остроугольную форму или шероховатую поверхность, благодаря чему его сцепление с вяжущими более прочное, чем у гравия. В щебне меньше или отсутствуют органические примеси и пылевидные частицы, поэтому он является хорошим заполнителем для бетона.

Технические требования к заполнителю для тяжелых бетонов (кроме гидротехнического, дорожного и особо тяжелого) определенны ГОСТом. Применяют следующие фракции щебня и гравия: 5-10 (3-10), 10-20, 20-40 и 40-70 мм. В каждой фракции содержатся зерна промежуточных размеров. Размер крупного заполнителя не должен превышать 1/3 толщины ребра бетонируемой конструкции. Прочность заполнителей влияет на класс прочности бетона. По морозостойкости гравий и щебень делят на марки Мрз 15, 25, 100, 150, 200 и 300.

Количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в щебне из гравия отделяют отмучиванием. Органические примеси снижают качество крупного заполнителя, поэтому их содержание устанавливают, как и для песка, калориметрическим методом.
в начало

ЖБИ, история и применение в строительстве

Железобетон — это материал, в котором соединены в единое целое стальная арматура и бетон. Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура — растягивающие усилия: известно, что металл хорошо работает на растяжение, а относительно хрупкий бетонный камень — на сжатие.

Цемент и вода являются активными составляющими бетона — в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако, крупный заполнитель (щебень горных пород или известняка) и мелкий заполнитель (кварцевый, он же речной песок) существенно влияют на структуру и свойства бетона.

В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части железобетонных изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет ЖБИ, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель.

Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде. Дело в том, что плиты перекрытий и несущие балки в конструкции работают на изгиб. Во-первых, они воспринимают нагрузку конструкции пола (в том числе и собственный вес); во-вторых — нагрузку от бытовых предметов, размещенных на этаже; в третьих – нагрузку, передающуюся от стен на каркас здания. В результате, нижние слои плиты перекрытия или несущей балки находятся в слегка растянутом виде, что отрицательно сказывается на их надёжности. Если же нижние слои панели или балки в процессе изготовления были искусственно сжаты («напряжённый» железобетон), то под бытовой и конструкционной нагрузкой они будут находиться в нейтральном состоянии, напряжения в них будут минимальны, а значит и минимальны будут проблемы, связанные с эксплуатацией конструкции.
Как изготавливают железобетонные изделия (ЖБИ)

Плиты перекрытий (пустотные и ребристые), перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, плиты дорожных покрытий, детали колодцев и столбы освещения — всё это изделия из железобетона. Очевидно, что каждое железобетонное изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.

Плиты перекрытия и перемычки, работающие на изгиб, изготавливают из предварительно напряжённого железобетона. В подготовленную форму на специальные упоры устанавливают арматурные стержни, натягивают их (механически, с помощью домкратов, или термомеханически, посредством разогрева электрическим током) и закрепляют в натянутом положении на бортоснастке формы.

Заливка бетонной смеси с последующим виброуплотнением может осуществляться на стендах (с введением пустотообразователей) или на конвейерных линиях, в том числе и способами проката или роликового формования, после чего изделия в формах отправляют на тепловую обработку в специальные камеры. Цель тепловой обработки — ускорение твердения бетона, и через 8..12 часов пропаривания при температуре среды 80..95°C изделие набирает 65..75% своей марочной прочности, эквивалентной 28 суткам твердения в естественных условиях. После того, как изделие затвердело, напряжённые арматурные стержни освобождают от крепления на стенках формы. Стержни частично сжимаются по длине, и напряжение от них передается бетону в изделии — в прилегающих к арматурным стержням областях бетона формируется напряжённое состояние.

ЖБИ цилиндрической формы (стойки, кольца и т.п.) изготавливают методом центрифугирования. Предварительно в полуформу, размещённую на стенде центрифуги, укладываются арматурные стержни (при необходимости их натягивают), на которые навивается металлическая проволока — формируется каркас железобетонного изделия. С помощью ложкового бетонораздатчика по всей длине полуформы распределяется бетонная смесь, одну полуформу накрывают сверху другой и включают центрифугу. На первом этапе, бетонная смесь, за счёт центробежных сил, распределяется у внешней ограждающей поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счёт изменяющейся частоты вращения центрифуги, происходит уплотнение бетонной смеси и формование железобетонного изделия. Далее изделия (в полуформах или распалубленные) отправляют на тепловую обработку.
Что нельзя делать при монтаже ЖБИ

Любое строительное изделие, в том числе и ЖБИ, рассчитано на определенные нагрузки, превышение которых нежелательно или недопустимо. Для ЖБИ, работающих на изгиб, строительными нормами и правилами установлены нормативно-допустимые нагрузки. Оговоримся сразу, что величина этих нагрузок обеспечивает весьма и весьма значительный запас надёжности и, при корректном монтаже конструкции, разрушение железобетонного изделия практически исключено.

Каждая строительная конструкция (в том числе и плиты перекрытия) рассчитаны на определенные схемы монтажа. Эти схемы известны строителям, а нарушение их может привести к нежелательным для всех последствиям. Очень часто возникает необходимость сделать отверстие в панели перекрытия, и если при его формировании будет нарушена целостность арматурного каркаса панели или, что не менее важно, будут разрезаны арматурные стержни, обеспечивающие несущую способность этой панели, то положительный эффект «преднапряжения» будет практически полностью устранён. Подобная поврежденная панель не будет соответствовать шкале нормативно-допустимых нагрузок.

Если же сделать отверстие в панели все-таки надо, то необходимо предусмотреть консольное закрепление разрезаемых панелей на промежуточную опору (например, на внутреннюю несущую стену или на перемычку) и выполнить обвязку из металлического профиля по периметру вырезанной части плиты с закреплением (резьбовом или сваркой) на этом профиле концов арматурных стержней.
О доставке и промежуточном хранении ЖБИ

Уже упоминалось, что заводские железобетонные изделия имеют высокую степень надёжности и лишь от самих потребителей зависит, снизится ли эта надёжность в дальнейшем. ЖБИ, до того, как попадут в конструкцию и займут предназначенное им место, могут быть подвержены действию излишних механических нагрузок или оказаться в условиях повышенной влажности. Кроме того, бетон подвержен биологической коррозии (появлению плесени, грибка и пр.), что необходимо учитывать при его хранении.

Повреждения ЖБИ могут происходить как при их транспортировке (доставке), так и при их складировании (промежуточном хранении). Влага обычно попадает в изделия при контакте с землёй (капиллярный подсос) или атмосферными осадками, что может привести как к ухудшению механических характеристик ЖБИ, так и к развитию на нём коррозирующей микрофлоры.

Наиболее распространённый вид повреждений – механические. Например, при транспортировке плит перекрытия (положенных, как это и следует, на деревянные бруски-прокладки) поверх них были поставлены бетонные блоки. В результате, изделия прибыли на объект деформированными: с раскрытием трещин шириной более 1 мм по нижней части, с отколами бетона и обнажённой арматурой. Если это произошло по вине поставщика, то подобные ЖБИ должны быть заменены. Но поставщики, как правило, соблюдают условия перевозки и подобных ситуаций практически не возникает. Но когда железобетонные изделия поступают на место промежуточного складирования, когда за них уже уплачены деньги и ЖБИ приняты заказчиком, хозяин должен уже сам заботиться о принадлежащих ему железобетонных изделиях. Даже если ЖБИ приобретены с целью использования в течении недель или месяцев, для них необходимо обеспечить определенные «комфортные» условия хранения. Площадка для их складирования должна быть выровнена; между железобетонными изделиями и грунтом не должно быть контакта; желательно наличие навеса или укрывающей изделие плёнки. Плиты перекрытий желательно хранить горизонтально (в «рабочем положении»), прокладывая их между собой деревянными брусками для проветривания и для снятия возникающих напряжений.
О дефектах, явных и неявных

Иногда в приобретенную партию попадают ЖБИ с явными дефектами. Некоторые из этих дефектов легко устранимы и не могут повлиять на качество железобетонных изделий, некоторые — неустранимы и носят «летальный» характер. Иногда дефекты имеют фабричное происхождение, иногда они возникают при самовывозе ЖБИ в результате их некорректной транспортировки.

Если ЖБИ внешне не разрушено, а присутствуют лишь небольшие сколы, то они достаточно несложно устраняются путем их заделки цементно-песчаным раствором или специальными ремонтными смесями. Если же дефект серьёзен (смещение арматурного каркаса, неверная анкеровка закладных деталей и монтажных петель, тонкий защитный слой бетона), то подобные железобетонные изделия подлежат возврату производителю и последующей замене. Но, как правило, подобные дефектные ЖБИ выявляют на ещё стадии приемки техническим контролем и если они и выходят за пределы завода, то как некондиционные. Некоторые заводские дефекты (например, сетка поверхностных тонких трещин на плите перекрытия) не носят «летального» характера и не влияют на надёжность и несущую способность ЖБИ. Подобные дефекты устраняют в процессе монтажа железобетонных изделий.
О свойствах и классах бетона

По плотности бетоны подразделяют на особо тяжёлые, тяжёлые (плотность D = 1800..2500 кг/м?), легкие и особо легкие. По размерам заполнителя тяжелые бетоны подразделяют на бетоны на крупных заполнителях и мелкозернистые бетоны. Плиты перекрытий, плиты дорожных покрытий, перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, детали колодцев и столбы освещения изготавливают на основе тяжёлого бетона.

Классы бетона по прочности на сжатие (В), осевое растяжение (Вt ), растяжение при изгибе (Btb ) характеризуются соответствующей прочностью бетонов базового размера в установленном проектном возрасте (как правило — 28 суток).

Марка бетона по средней плотности (D) определяется фактическим показателем массы бетона в сухом состоянии в единице объёма образцов (кг/м? ). Марка бетона по морозостойкости (F) определяется количеством попеременных циклов замораживания и оттаивания в различных средах, которые выдерживают контрольные образцы без снижения прочности на сжатие более регламентируемой (для Московского региона F должна быть не менее 35).Марка бетона по водонепроницаемости (W) определяется величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через контрольные образцы.

Нормируемые показатели качества бетона должны быть обеспечены подбором его состава, выполнением технологических режимов приготовления, уплотнения бетонных смесей, твердения бетонных изделий и контролироваться на производстве.
в начало