Производство бетона. Состав бетона и технология изготовления

В предыдущей статье Цементный раствор. Марки цементного раствора, состав и изготовление мы рассмотрели технологию изготовления цементного раствора и его состовляющие. Уверены, что технология бетона и его изготовление — тема не менее важная. Итак, рассмотрим подробно производство бетона и состав бетона.

Производство бетона. Состав бетона и технология изготовления.

Строительный бетон от цементного раствора отличает то, что помимо цемента, песка и воды, из которых состоит цементный раствор, в бетон добавляется четвертая составляющая — крупный наполнитель (щебень). Готовая бетонная смесь по своей консистенции имеет подвижный состав, компоненты которого должны быть четко дозированы. В противном случае конструкции из бетона ненадлежащего качества будут менее прочны и более подвержены воздействиям нагрузок и окружающей среды: влажности и холоду.

Основным компонентом в составе бетона является цемент. При взаимодействии с водой (гидратация цемента) он обретает свои скрепляющие свойства и при затвердевании образует твердую монолитную структуру, так называемый «цементный камень». Но без наполнителя (песка и щебня) данная структура не является прочной и пригодной для строительства, поскольку дает сильную усадку. Вследствие чего конструкцию «рвет» небольшими трещинами, иногда не заметными глазу, и в дальнейшей эксплуатации данной конструкции, она начнет рассыпаться от воздействия нагрузок и окружающей среды. Именно во избежание такой усадки в состав бетона и добавляются наполнители. Они, по сути, создают каркас конструкции, а растворенный в воде цемент обволакивает их и весте с песком заполняет пустоты. Помимо снижения усадки, наполнители так же увеличивают и прочность, снижая деформацию конструкции и ее «ползучесть» под влиянием нагрузок. К тому же наполнители значительно снижают себестоимость самого бетона, т.к. цемент намного дороже песка и щебня.

В среднем весовое соотношение составляющих бетонную смесь (товарный бетон) следующее: на 1 часть цемента приходится 2 части песка, 4 части щебня и 0,5 части воды. Если перевести все это в единицы объема, то получим, что производство бетона объемом 1 куб потребует:

— 0,25 м³ цемента (что при насыпной плотности в 1300 кг/ м³ равно 325кг) ;
— 0,43 м³ песка (что при насыпной плотности в 1400 кг/ м³ равно 600кг) ;
— 0,9 м³ щебня (что при насыпной плотности в 1350 кг/ м³ равно 1200кг) ;
— 0,18 м³ воды (180 литров или 180кг).

И нет ничего удивительного, что получился такой состав бетона. Конечно, если сложить объемы всех четырех составляющих, то получится величина, равная 1,76 м³. Но, как и говорилось выше, щебень — это каркас, песок — заполняет пустоты в этом каркасе, а цемент при мощи воды — «склеивает» все составляющие в единую монолитную структуру. Так и получается объем 1 кубометр бетона из 1,76 кубометра всех его составляющих.

А теперь рассмотрим состав бетона в разрезе его компонентов:

Цемент. Это основной компонент, как и говорилось выше. Именно от марки цемента и от его удельного веса в бетонной смеси и зависит марка бетона. Цемент, как правило, применяется марки, которая превышает необходимую марку бетона в 2-3 раза. К примеру, производство бетона класса B 12,5 (М-150) требует использование цемента марки 400.

Щебень. Технология бетона требует достаточно строгого подхода к выбору крупного наполнителя. Гравий или щебёнку для начала просеивают через сито с размерами ячеек 20×20 мм. То, что просеялось, пропускают повторно через сито, размеры ячеек которого равны 10×10 мм. Так мы получаем щебень, размеры зерен которого варьируются от 11 до 20 мм, что называется «первой фракцией». Далее, что просеялось через сито с ячейками 10×10мм, пропускают через сито с ячейками, размеры которых равны 5×5мм — получаем размер зерен щебня от 6 до 10 мм — это называется «вторая фракция». В итоге, что просеялось через ячейки 5×5мм, пропускаем через сито с ячейками 3×3мм и получаем «третью фракцию» с зерном — от 4 до 5мм. Так, наполнитель можно приготовить из щебня всех трех фракций следующими пропорциями: первая фракция — 55-60%, вторая — 30-35%, третья — 10-15%. Или из щебня двух фракций: первой — 30-40%, второй — 60-70%.
Либо можно ориентироваться на марку щебня. Так его прочность должна быть раза в два примерно больше, чем заданная марка бетона.

Основными видами щебня являются: известняк (прочность/марка 500-600, обладает достаточно невысокой морозоустойчивостью) , гравий (прочность/марка 800-1000, наиболее распространенный наполнитель, обладающий всеми необходимыми свойствами и к тому же самый дешевый) и гранит (прочность/марка до 1400, самый прочный из указанных видов, и с самыми достойными показателями морозоустойчивости и водопоглащения).

Песок. Приготовление песка происходит подобно приготовлению щебня, просеивая его сначала через сито, размеры ячеек которого 2,5мм, далее через сито с ячейками в 1,2мм и последний этап — сито с ячейками в 0,3мм. Получаем песок двух фракций: первая — от 1,3 до 2,5мм, и вторая — от 0,4 до 1,2мм. Для приготовления бетона используют обе фракции с пропорциями: первая — 20-50%, вторая — 50-80%.

Подобный состав бетона и тщательный подбор его наполнителей позволит сократить расход цемента для его производства и сделает конструкции из него наиболее прочными.

Вода. Производство бетона требует точного дозирования воды, т.к. это действительно важно. При этом необходимо так же учитывать и влажность песка и щебня, т.к. не всегда на стройку их подают сухими. Бетон по своей консистенции должен быть пластичным: не сильно густой, но и не сильно жидкий, т.е. таким, чтоб при заполнении опалубочных конструкций его приходилось уплотнять. Чрезмерно жидкий состав бетона приведет к неравномерному распределению его составляющих в будущей конструкции, что в свою очередь сделает ее менее прочной в данных частях. Гораздо эффективнее приготовить в меру густой (пластичный) бетон и как следует его уплотнить (вибрациями и т.п.) — так вы добьетесь максимальной прочности будущей бетонной конструкции.

Исходя из того, в каких пропорциях и какого качества (марки и прочности) те или иные компоненты, входящие в состав бетона, определяется и марка самого бетона, которую принято обозначать как М- (известны марки от М-50 до М-800, что означает собой прочность бетона в кгс/кв.см) , а так же принято обозначать класс бетона как В- (от В3,5 до В60).

 

Предлагаем Вашему вниманию следующие статьи:

Цементный раствор. Марки цементного раствора, состав и приготовление.

Прогрев бетона. Технология прогрева бетона.

Прочность бетона. Класс и Марки бетона. Добавки в бетон.