Бетон — самый популярный строительный материал в мире. Фактически, это второй по распространенности материал в мире (вода занимает первое место). Почти в каждом виде строительства так или иначе используется бетон, и он используется для строительства всего — от автомагистралей до мостов, небоскребов и парковочных сооружений. Бетон обладает эластичностью в том смысле, что он не ржавеет, не гниет и не горит. Использование бетона в качестве строительного материала имеет важное значение для зданий из-за его долговечности.Более подробную информацию вы можете узнать в компании Мосбет
Каковы основные свойства бетона?
Основными свойствами бетона являются мелкие и крупнозернистые заполнители (такие как песок, камни или галька), портландцемент и вода. Каждое из этих трех сырьевых материалов играет разную химическую роль в формировании бетона, поскольку портландцемент является гидравлическим цементом, то есть он приобретает свою прочность в результате химической реакции с водой. При соединении портландцемента и воды происходит химическая реакция, называемая гидратацией. В ходе этого процесса паста покрывает заполнители и связывает их вместе, набирая прочность по мере затвердевания, и получается бетон.
При производстве бетона строители используют мелкий заполнитель для увеличения объема, в то время как крупный заполнитель обеспечивает прочность, необходимую для переноски тяжелых грузов. Различные химические вещества, называемые добавками, также могут добавляться в бетон для получения различных видов смесей.
Как производится бетон?
Перед изготовлением бетона необходимо правильно распределить три вида сырья, чтобы получить прочную смесь. Компоненты бетона по-разному реагируют друг с другом в зависимости от соотношения количества каждого из них, и пропорции будут отличаться в зависимости от типа производимого бетона. Однако наиболее распространенное соотношение составляет:
- 10-15% цемента
- 60-75% заполнителя
- 15-20% воды
Процесс смешивания бетона начинается с приготовления портландцементной смеси. Портландцемент изготавливается из известкового материала (часто известняка), который измельчается в порошок, который затем нагревается и обжигается во вращающейся машине, превращая его в похожий на гальку материал, называемый “клинкер”. Клинкер затем снова измельчается до состояния измельченного порошка, к которому добавляется гипс.
После приготовления портландцемента его смешивают с заполнителями, водой и необязательными добавками (различными химическими веществами или материалами, которые изменяют консистенцию и прочность бетона). Ингредиенты тщательно перемешиваются, чтобы правильно покрыть заполнители цементной массой. После смешивания материалов цемент активируется водой, покрывая частицы заполнителя и набирая прочность по мере затвердевания в процессе, называемом гидратацией.
16 распространенных типов бетона
Одна из причин, по которой бетон используется для строительства стольких различных конструкций, заключается в том, насколько он универсален и как ему можно придать любую желаемую форму или дизайн. Однако существует много различных типов бетона, и они используются для самых разных типов конструкций. Вот 16 типов бетона и способы их использования.
1. Бетон нормальной прочности
Бетон нормальной прочности, или “обычный” бетон, является наиболее распространенным типом бетона, в основу которого входит цемент, заполнители и вода. Пропорция смешивания обычного бетона составляет 1: 2: 4 (одна часть цемента, две части заполнителя, четыре части воды), однако количество используемой воды будет зависеть от влажности помещения и желаемой консистенции бетона. Бетон нормальной прочности обычно используется для тротуаров, при строительстве домов и зданий, для которых не требуется максимальная прочность на разрыв.
2. Обычный бетон
Обычный бетон — это бетон в его простейшем виде. Для его приготовления используются те же пропорции, что и для бетона обычной прочности, но в нем не будет абсолютно никакого армирования. Его можно использовать для возведения конструкций, не требующих высокой прочности на разрыв. Тротуары и дорожки обычно изготавливаются из обычного бетона.
3. Легкий бетон
Этот тип бетона имеет меньшую плотность и более высокое содержание воды, чем обычный бетон. Легкий бетон изготавливается с использованием легких заполнителей, таких как пемза, глина или перлит. Поскольку плотность бетона определяется конкретными выбранными заполнителями, легкий бетон имеет низкую плотность и определяется как любой тип бетона с уровнем плотности менее 1920 кг / м3. Легкий бетон используется в помещениях, где общий “собственный вес” здания может быть уменьшен для предотвращения обрушения, например, стен или полов.
4. Готовая бетонная смесь
Готовый бетон изготавливается на заводе-изготовителе и доставляется на строительную площадку с помощью грузовика с прикрепленным к нему миксером. Обычно в него добавляют добавки, позволяющие цементу не затвердевать до прибытия на стройплощадку и быть готовым к заливке.
5. Полимербетон
Полимербетон — это бетон, в котором портландцемент на основе извести и сланца заменен полимерным вяжущим, которое отверждается и твердеет, таким как полиэфир, эпоксидные смеси, виниловый эфир, акрил или многие различные типы полимерных смол. Назначение полимербетона зависит от типа используемой смолы. Например, эпоксидные связующие способствуют меньшей усадке во время отверждения, в то время как акриловые связующие обеспечивают устойчивость к атмосферным воздействиям и более быстрое схватывание. Полимерпластик более липкий, чем цемент, и поэтому при соединении с бетонной смесью получается бетон с более высокой прочностью на растяжение, чем бетон, состоящий из портландцемента. При смешивании полимерного вяжущего с водой и заполнителями происходит химическая реакция, которая запускает процесс отверждения быстрее, чем у обычного бетона. Полимербетон обладает хорошей устойчивостью к коррозии, именно поэтому его используют в бассейнах, канализационных сооружениях и других конструкциях, которые находятся в тесном контакте с жидкостями и химическими веществами, вызывающими коррозию.
6. Стеклобетон
Бетон называют стеклобетоном, когда в качестве заполнителя добавляется переработанное стекло или вместо него используются как мелкие, так и крупные заполнители, в зависимости от желаемого результата. Заполнители для стекла почти всегда изготавливаются из переработанного стекла и могут варьироваться по размеру от мелкого порошка, похожего на тальк, до кусочков гравия и шестидюймовых стеклянных камешков. Стекло можно измельчать с помощью стеклодробилки или использовать кусками при смешивании с цементом, в зависимости от желаемого внешнего вида. Стеклобетон обычно имеет блестящий или “светящийся” вид, что делает его эстетичным и хорошо отполированным вариантом столешниц, полов и плитки.
7. Железобетон
Железобетон, также известный как армированный цементный бетон, изготавливается из армированных стержней, обычно арматуры, для повышения прочности бетона на разрыв. Прочность бетона на сжатие в сочетании с прочностью армирующего материала на растяжение повышает общую долговечность бетона. Подрядчики могут столкнуться с железобетоном в крупномасштабных конструкциях, требующих огромной прочности на разрыв, таких как высотные здания, мосты, плотины или в любой строительной ситуации, когда конструкции приходится выдерживать чрезвычайно тяжелые нагрузки.
8. Проницаемый бетон
Проницаемый бетон — это более пористый тип бетона, который пропускает воду через себя к подземным водам под ним. Этот тип бетона используется для строительства дорог и тротуаров и предназначен для борьбы с накоплением ливневых вод и может поглощать воду со скоростью до пяти галлонов в минуту. В этом типе бетона практически нет мелких заполнителей, что создает больше пустот для прохождения воды и воздуха. Это позволяет ливневой воде фильтроваться через бетон и уходить в грунт. Проницаемый бетон может помочь предотвратить наводнения, поскольку вода, которая обычно поступает через ливневые стоки, поглощается землей.
9. Предварительно напряженный бетон
Предварительно напряженный бетон — это бетон, к которому в процессе производства прикладываются сжимающие напряжения, и он сочетает в себе высокую прочность стали на растяжение и высокие характеристики бетона при сжатии. Эти начальные сжимающие напряжения вызываются стальными жилками, расположенными внутри бетона или примыкающими к нему, и спроектированы таким образом, чтобы противодействовать напряжениям, которые в конечном итоге будут возникать на бетоне в процессе эксплуатации. Поскольку предварительно напряженная бетонная конструкция формировалась под напряжением, она будет более сбалансированной и с меньшей вероятностью треснет при переноске больших нагрузок. Мосты, крыши, резервуары для воды и балки перекрытий часто изготавливаются из предварительно напряженного бетона.
10. Сборный железобетон
Сборный бетон — это бетон, который заливается в форму и отверждается, обычно за пределами площадки, а затем транспортируется на строительную площадку. Это позволяет создавать бетон в более контролируемой среде, например на заводе, с большим контролем, что полезно для контроля качества. Заводы также могут использовать одни и те же формы снова и снова, экономя время и деньги. Сборный железобетон позволяет ускорить строительство, поскольку его доставляют на строительную площадку готовым к монтажу без какого-либо ожидания, пока он наберет прочность. Сборный железобетон также повышает экономию времени за счет того, что стены сооружения можно возводить за пределами площадки по мере создания фундамента на месте, в результате чего здание быстрее готовится к эксплуатации.
11. Бетон с воздухововлечением
Воздухововлекаемый бетон — это бетон, содержащий микроскопические пузырьки воздуха, которые помогают снизить внутреннее давление в бетоне. В процессе смешивания добавляется воздухововлекающий агент, снижающий поверхностное натяжение и вызывающий образование воздушных пробок в суспензии. Этот тип бетона подходит для конструкций в условиях замерзания-оттаивания, когда температура меняется с нижней на верхнюю, вызывая скопление воды. Крошечные карманы позволяют воде расширяться, что предотвращает растрескивание и препятствует образованию отложений в бетоне, в результате чего структура прослужит дольше с течением времени. Количество микроскопических пузырьков воздуха составляет 5-7% от бетонной смеси, а поскольку добавление воздуха в бетон снижает его плотность, обычно для повышения прочности используется большее количество цемента.
12. Высокопрочный бетон
Высокопрочный бетон — это любой бетон с прочностью на сжатие 6000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) или выше. Он изготовлен с использованием прочных, долговечных заполнителей и имеет высокое содержание цемента и низкое соотношение воды к цементу, с добавлением суперпластификаторов для улучшения любых проблем с удобоукладываемостью, возникающих из-за более липкого бетона. По сравнению с бетоном обычной прочности, основное применение высокопрочного бетона заключается в снижении веса, кровоточивости и проницаемости, что делает конструкцию более устойчивой к коррозии и химическим веществам. Высокопрочный бетон обычно используется при строительстве высотных зданий, выдерживающих высокие сжимающие нагрузки.
13. Вакуумный бетон
Вакуумный бетон — это бетон, включающий удаление избытка воды, не необходимой для процесса гидратации, после укладки бетона и до начала процесса затвердевания. На фильтрующие прокладки поверх цемента укладываются маты, а для удаления излишков воды используется вакуумный насос. Этот метод, называемый вакуумным обезвоживанием, снижает соотношение воды и цемента в бетоне, что придает вакуумному бетону более высокий уровень прочности и долговечности по сравнению с обычным бетоном. Он также обладает высокой обрабатываемостью, несмотря на то, что высокая прочность и обрабатываемость бетона обычно не достигаются одновременно. Это связано с избытком воды, облегчающим заливку. После заливки вода больше не требуется, и для достижения высокой прочности ее удаляют пылесосом. Вакуумбетон часто используется для перекрытий мостов и промышленных полов.
14. Асфальтобетон
Асфальтобетон — это тип бетона, обычно используемый для строительства дорог, парковок и других типов покрытий. Это композитный материал, состоящий из двух основных ингредиентов: заполнителей и жидкого асфальта, которые обычно объединяются на заводе, транспортируются на площадку для укладки и распределяются асфальтоукладочной машиной с последующим уплотнением катками. В результате получается гладкое покрытие.
15. Быстро схватывающийся бетон
Быстросхватывающийся бетон — это тип бетона, который затвердевает более быстрыми темпами, чем обычный бетон, обычно в течение одного-нескольких часов по сравнению с обычными 48 часами. Это связано с тем, что содержание цемента в быстротвердеющем бетоне выше, чем в обычном бетоне, а также с добавлением в смесь добавок, ускоряющих гидратацию и процесс твердения. Бетон быстрого схватывания поставляется предварительно замешанным и готовым к применению, именно поэтому его обычно используют для неструктурных бетонных работ, таких как ремонт и реставрация бетона.
16. Самоуплотняющийся бетон
Самоуплотняющийся бетон, или самоуплотняющийся бетон, — это тип бетона с тремя ключевыми свойствами: высокой заполняющей способностью, позволяющей ему легко растекаться по опалубке при заливке, распределяясь под действием собственного веса; высокой проходимостью, позволяющей ему обходить любые ограниченные пространства и препятствия, такие как стальная арматура; и устойчивостью к расслоению, или сохранением того же состояния, во время транспортировки, укладки и после укладки. Благодаря этим свойствам бетон очень плотно схватывается в форме, не требуя дополнительной помощи или вибрации, что делает его хорошим вариантом для строительных работ, требующих меньшего труда и более быстрого времени укладки. Текучесть этого типа бетона обусловлена тем, что в его производстве используется большее количество мелкого заполнителя, обычно песка, в сочетании с использованием добавок, таких как повышающие вязкость добавки и суперпластификаторы, что гарантирует равномерное распределение частиц песка. Эти добавки, в дополнение к обычным ингредиентам цемента, мелкому и крупнозернистому заполнителю и воде, смешиваются в бетономешалке для получения данного типа бетона.