Бетон — хлеб строительства. Без него, не обходится любая стройка, производятся различные конструкции и изделия от строительных — фундамент, стены, лестницы — до декоративных — скамейки, садовые дорожки и малые архитектурные формы. И все это — несложная по составу смесь. Правда пропорции бетона и его характеристики могут быть самыми разными — под выполнение разных задач.
Из бетона делают большие многоэтажные дома, дорожки и небольшие скульптуры. Для этого используют бетон разного состава
Состав бетона: компоненты, их размеры и характеристики
В большинстве своем бетон состоит из трех основных составляющих:
- Вяжущего — чаще всего это цемент, иногда — известь.
- Заполнителей — песка, щебня, гальки.
- Воды.
Разное количество всего трех компонентов дает широкую гамму качеств и характеристик. Для придания особых свойств еще используют различные присадки и добавки, что еще во много раз расширяет область использования этого материала.
Все эти марки бетона изготовлены из одних компонетов, но в разных пропорциях
Основная характеристика бетона — его прочность или та нагрузка, которую он может выдерживать длительное время без потери прочностных характеристик. Именно этот параметр является ключевым при выборе марки бетона для фундамента. Также важны могут быть водопроницаемость, морозостойкость. Но это характеристики «вызревшего» материала, которые зависят от рецептуры. А при замесе вас может интересовать такая характеристика, как удобоукладываемость. Она отражает степень текучести бетона и зависит от количества воды в составе. Повысить текучесть без добавления воды можно при помощи добавок, как и повысить морозостойкость и водоотталкивающие свойства.
Прочность бетона зависит от того, насколько точно придерживались рецептуры, от качества составляющих и от того, насколько тщательно все перемешали. Только при однородном составе и качественных составляющих можно добиться проектных характеристик. Подробнее о том, какие компоненты можно использовать и требования к ним читайте в конце статьи.
Принцип маркировки бетона
Основные характеристики бетона — его прочность и класс на сжатие. Класс на сжатие обозначается буквой «В» далее идут цифры класса от 3 до 40, марка по прочности обозначается буквой «М», после которой стоят цифры от 50 до 1000. Они обозначают максимальную нагрузку, которую данный вид бетона может вынести. Например, марка М300 обозначает, что максимальная нагрузка на 1 квадратный сантиметр не может быть выше 300 кг.
В частном строительстве наиболее популярны марки М200-М250, для фундаментов двухэтажных домов может использоваться бетон М300-М350, намного реже льют М400 — для тяжелых зданий на сложных грунтах. Более высокие вообще встречаются редко. Их область применения — промышленное строительство и объекты со специальными свойствами (пирсы, дамбы, дороги и т.п.).
Соответствие между марками бетона по прочности и по сжатию приведено в таблице (применяемые в частном строительстве).
| Класс бетона по прочности на сжатие | Прочность бетона на сжатие кг/см2 | Ближайшая марка бетона по прочности |
| В 5 | 65.5 | M 75 |
| B 7.5 | 98.2 | M 100 |
| B 10 | 131.0 | M 150 |
| B 12.5 | 163.7 | M 150 |
| B 15 | 196.5 | M 200 |
| B 20 | 261.9 | M 250 |
| B 22.5 | 294.4 | M 300 |
| B 25 | 327.4 | M 350 |
| B 30 | 392.9 | M 400 |
| B 35 | 458.4 | M 450 |
| B 40 | 523.5 | M 500 |
Классификация цементобетонных покрытий.
Цементобетон – это искусственный каменный материал, полученный из рационально подобранной смеси цемента, воды, заполнителей (щебня или гравия, песка) и в необходимых случаях – специальных добавок (активных, пластифицирующих, воздухо-вовлекающих и др.) после ее формирования и твердения. Специальные добавки применяют в том случае, когда необходимо придать бетону определенные свойства. Смесь заполнителей, цемента и воды до затвердевания называют бетонной смесью. Бетон, имеющий стальную или другого вида арматуру, называют железобетоном.
Классификация оснований и покрытий. Сборные(минусы – высокая стоимость, сложно обеспечить ровность) делятся на
:1)Не армированные(применяются для оснований)
2)Обычные армированные(плиты ПДО)
3)Предварительно напряженные(плиты ПАГ,ПДН) Монолитные(минусы – работы выполн.только в летний период, сложность уст-ва), делятся:
1)Непрерывно армированные
2)Преднапряженные(натяжение арматуры)2.1)Внешне обжатые( бетон натягивает арматуру).2)Внутренне обжатые (на оборот)
3)Фибробетон (металические, синтетические элементы)
Также монолитныепо способу уплотнения :
1)Уплотняемые
2)Укатываемые(доВ30)
3)Литые Основой классификации бетонов по структурным признакам является деление бетонов по их объемной массе. Выделяют следующие группы:
1)особо тяжелые – с объемной массой более 2600 кг/м3;
2)тяжелые – с объемной массой 2100-2600 кг/м3;
3) облегченные – с объемной массой 1800-2000 кг/м3;
легкие, изготавливаемые с применением пористых заполнителей (пемзы, туфа и др.) – с объемной массой 1000-1800 кг/м3 и особо легкие (теплоизоляционные) – с объемной массой менее 1000 кг/м3. По виду компонентов бетоны классифицируют на
— цементный,
-извест-ковый,
-Гипсовый,
-керамзитовый,
-термозитовый бетон и т.д. По назначению и условиям применения бетоны разделяют на
обычный – для изготовления фундаментов, колонн, блоков зданий, пролетных строений мостов, труб;
дорожный – для устройства дорожных и аэродромных покрытий;
гидротехнический – для возведения плотин, шлюзов и прочих гидротехнических сооружений;
специальный – теплоизоляционный, жароупорный, кислотостойкий и др. По техническим признакам –
вибрированный,
трамбованный,
вакуумбетон и др. По виду вяжущего – цементные, селикатные , гипсовые. Шлаковые. По структуре – плотные , пористые, порированые, ячеистые. По условию твердения –
-естеств.твердые, тепловая
— обраб.при естественном твердении,
— при повышении темпер.и давалении. Требования к бетонам: 1)Прочность на сжатие 19 классов(В3,5;В5;B7,5…) 2)Прочность на растяжение при изгибе 19 классов( Btb0,4;Btb0,8…через 0,4…Btb4) 3)Прочность на сосенвое растяжение 4)Морозостойкость(11 марок F25,50,75,100,1500,200 через 100 F1000) 5)Водонепроницаемость(10 марок W2, через 2,W20) Требования к дор.бетону и бет.смесям(показатели прочности) 1)Однослойные и верхний слой двухслойного покрытия:
а)на растяж.при изгибе Btb4,Btb4,5,Btb5,Btb5,5;
б)на сжатие В30,35,40,45,50 2)Нижний слой двухслойного покрытия:
а)На растяж.при изгибе Btb 3,5/4/4,5
б)на сжатие В25,30,35 3)Основание усоверш.капитальных типов покрытий
:а) на рстяж.при изгибе Btb 2/2,5/3/3.5
б)на сжатие В10,15,20,25
По морозостойкости для покрытий: F100 для районов со среднемес.темпер наиболее холодного месяца 0-5С;
F150 темпер.-5-15С;
F200 темпер. -15С и ниже; Требования к составляющим дорожного бетона: 1)Вяжущие 1.1Портландемент без добавок 1.2 ПЦ с добавлением доменных шлаков(ГОСТ 10178-85) 2)Вода(ГОСТ 23732-2011) 3)Мелкий заполнитель(песок) ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 26633-2012) 4)Крупный заполнитель(щебень, щебень из гравия):
Добавки
1)регуляторы реалогических св-тв( повышают подвижность не снижая прочн-ых хар-ик)
2)регуляторы схватывания а)замедляющие, б)ускоряющие
3)регуляторы структуры (для увел. Плотности или пористости)
4)улучшающие кач-во бетона
5)противоморозные Содержание пылеватых и глинистых частиц в щебне не должно превышать(% по массе):-для однослойных и верхних слоев двухслойного покрытий 2%, для нижних 3%/ Марка щебня по прочности/истираемости:
| Наименование констр.слоя | Изверж. породы | Осадочные породы | Изверж. породы | Осадочные породы |
| прочность | истираемость | |||
| Однослойные и верхний слой двухслойного покрытия | И-I | И-II | ||
| Нижний слой двухслойных | И-III | И-III | ||
| Основание усоверш.копитальных типов покрытия | И-III | И-IV |
73.Заводы по производству цементобетонных смесей. 1.Стационарные 2. Полустацио-нарные (2-3 года) 3. Передвижные. В зав-ти от компановки – парерные (обор-ние в горизонт. плоскости) и башенные (обор-ние по вертикали). Например, бет.смесит. устан-ка башенного типа:
Песок и щебень ленточн. транспортером 1 через поворотную воронку 2 подаются в отсеки расходного бункера 3. Кажд. отсек бункера снабжен указателями уровня, подающими импульсы в с-му сигнализации и автом-го упр-ния. Расходн. бункер заполнителей 3 оборудован регистрами для их подогрева. Цемент со склада 10 в бетоно-установку подается с-мой элеваторов или пневмотранспортом. Цемент с воздухом по цементоводу 11 поступает в циклон 13, откуда винтовым конвейером 12 подается в бункер цемента 3. Для окончат. очистки воздуха от цемента служит многорукавный матерчатый фильтр 14, ч/з кот. вентилятором 15 воздух отсасывается из циклона. Для дозирования сухих составляющих служат весовые дозаторы 9 с пневмоэлектрич. управлением. Вода также дозируется по массе дозатором 4. замедлители схватывания, пластификаторы или др. добавки дозир-ся дозатором 5. Из распределительного бункера 8 с перекидной заслонкой сух. мат-лы направляются в один из бетоносмесителей 6. Пригот. смесь ч/з раздаточные бункера 7 выдается в трансп. средства.
Для предотвращения расслоения бетонной смеси при погрузке ее в автомобили-самосвалы на бетонном заводе при необходимости должны устраиваться промежуточные накопительные бункера или лотки. Высота падения бетонной смеси при перегрузках не должна быть более 1,5 м.
Пропорции бетона разных марок
Весь этот ассортимент и спектр качеств получается при использовании одних и тех же материалов, просто в разном количестве. Для достижения требуемых характеристик необходимо рекомендованные пропорции соблюдать строго.
При строительстве своего дома, хочется сделать все как можно лучше, в связи с чем при составлении бетона возникает желание добавить больше цемента: чтобы было прочнее. Делать этого не следует. Лучше станет вряд ли, а вот хуже — запросто. Для набора прочности бетону необходимо определенное количество воды и других компонентов. Если воды будет мало, цемента много, связи между частицами образуются в недостаточном количестве, из-за чего бетон может трескаться и крошиться. Тоже относится и к количеству заполнителей. И слишком большое их содержание, и недостаточное, негативно сказывается на качествах бетонного камня.
Пропорции бетона отображаются обычно в долях. За единицу берется количество цемента, а остальные компоненты прописываются по отношению к нему. Данные приводятся в виде таблиц для соответствующих марок, обязательно указаны единицы измерения. Такую таблицу компонентов бетона вы видите ниже.
Пропорции бетона разных марок из портландцемента М400 и М500
Как определить требуемые пропорции бетона по этой таблице? Во второй колонке находите требуемую марку бетона. Например, нужен M250. В зависимости от того, какой портландцемент будете использовать М 400 или М 500, выбираете одну из двух строк. В третьей колонке указаны пропорции для бетона в килограммах: для 400 цемента это 1/2,1/3,9. Обозначает это вот что: для получения бетона марки М 250, на 1 кг портландцемента М400 необходимо добавить 2,1 кг песка и 3,9 кг щебня. Аналогичным образом определяете пропорции для бетона М200 — данные для него в таблице находятся чуть выше, или бетон М 300 — чуть ниже.
В четвертой колонке представлены объемные доли: все компоненты даны из расчета на 10 литров. Выбираются они аналогично.
В подобных таблицах не указано количество воды. Оно зависит от того, какой густоты вам необходим раствор. Водо-цементное отношение дают отдельными таблицами. Например, ниже даны данные о количестве вводы по отношению к килограмму цемента, при условии использования заполнителей средних размеров.
Количество воды для получения бетона требуемой марки при использовании щебня и песка средних размеров
Например, для получения бетона марки М 300 пропорции цемента М 500 и воды определены как 0,61. Это значит что на 1 кг цемента в раствор добавляют 0,61 литра воды (610 мл). При этом получается среднепластичный раствор, который используется чаще всего. Но при заливке фундаментов или других конструкций с густым армированием может понадобиться пластичный раствор. Тогда при определении количества воды кроме марки цемента необходимо учитывать еще и размеры заполнителей и то, насколько текучим должен быть раствор. Эти данные представлены в таблице ниже.
Количество воды в бетоне в зависимости от размеров щебня /гравия и текучести раствора
Иногда необходимо определить, сколько же цемента вам потребуется для той или иной задачи. Для этого необходимо знать, сколько цемента содержится в кубометре бетона. Данные по маркам бетона и цементов вы найдете в таблице ниже.
Количество цемента на куб бетона
Строим сами
Если вы имеете возможность приобрести готовую цементобетонную смесь, по цене приблизительно 4500 рублей за 1 куб и при этом миксер имеет возможность подъехать к месту разгрузки то, пожалуйста. Этот способ значительно ускорит процесс строительства и с соответственной скоростью облегчит ваш кошелёк. При покупке цементобетонной смеси учтите дальность доставки, она не должна превышать 3 часа. Так как начало схватывания цементобетонной смеси составляет 4 часа, то за это время необходимо её доставить уложить и уплотнить.
Качество цементобетона определяем визуально и по паспорту на партию, который обязательно должен быть у водителя доставившего вам смесь. Так же на заводе где её приготовили должен иметься сертификат на право приготовления смеси. Визуально смесь должна быть серого цвета, равномерно перемешанная без частиц размером более 20мм. Если смесь имеет желтоватый оттенок, то это может быть результат использования песка с высоким содержанием глины что абсолютно недопустимо. В такой ситуации лучше отказаться от укладки смеси и немедленно позвонить в организацию, где вы приобрели смесь, сообщить о том, что вам привезли некачественную смесь. В свою очередь они должны отправить своего специалиста к вам и решить эту проблему. Что бы не попасть в такую ситуёвину — тщательно выбираете поставщика проверяя наличие лицензии и паспортов качества на материалы.
Если вы не обладаете большим бюджетом, и решили, что будете готовить цементобетон самостоятельно, то настоятельно рекомендую купить миксер с объёмом выхода готовой смеси 80литрв – он очень быстро себя окупит и сэкономит кучу вашего времени.
Будем считать, что вы купили миксер, закупили щебень, песок, цемент, имеете на своей стройплощадке чистую воду без посторонних примесей и готовы приступить к работе.
Далее перед нами встаёт вопрос – а сколько чего класть в смесь? Вопрос из области строительной лаборатории и он не каждому под силу. Не нужно теряться, всё гораздо проще, чем вы думаете. Для работы нам понадобятся: совковая лопата, 15 литровое ведро, 10 литровое ведро, бетоносмеситель (миксер), и материалы соответственно. Далее я описываю процесс приготовления цементобетона с наиболее оптимальной последовательностью:
Заливаем в бетономешалку приблизительно 7-8 литров воды (зависит от влажности исходных материалов), следом засыпаем два десятилитровых ведра песка и ждём секунд 10, пока песок смешается с водой. Далее засыпаем одно десятилитровое ведро цемента и ждём секунд 20-30 для того что бы вода, песок и цемент перемешались до однородной массы по консистенции схожей со сметаной. Затем добавляем два пятнадцатилитровых ведра щебня, либо три по 10. Придаём бетономешалке уклон немного больше и оставляем смешивать материалы. В это время можно набрать всего остального в вёдра. Количество воды регулируется индивидуально, и через 2 – 3 замеса вы подберёте идеальное количество воды. Смесь, как правило, перемешивается 2 — 3 минуты после добавления щебня и выгружается. Выгрузку цементобетонной смеси можно осуществлять сразу в опалубку, в вёдра, в носилки, в тачку – всё зависит только от вас, как вам удобнее. Лично я всегда старался сократить трудозатраты и устанавливал бетономешалку так, что бы выгрузка выполнялась сразу в опалубку. Так работать намного легче, да и быстрее.
Для обеспечения качества бетонной смеси обратите особое внимание на исходные каменные материалы и цемент, так как от их качества напрямую зависит и качество.
Области применения
С тем, какие требуются материалы для бетона в каких пропорциях определились, но какая марка нужна? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Проще будет ориентироваться, если будете знать, какие марки бетона для чего могут быть использованы (назовем только те, которые применяются при строительстве частного дома, его ремонте или обустройстве участка).
М100 (В7,5). Это так называемый тощий бетон. Его используют в для подготовки площадки под ответственные конструкции. Например, при строительстве ленточного фундамента на гравийно-песчаную подсыпку укладывают слой тощего бетона, а после начинают работы по армированию. Этот же состав применяют при укладке бордюрного камня, например при изготовлении дорожек или отмостки вокруг дома.
М150 (В12.5). Этот состав применяют при подготовке под плитный фундамент, для стяжек, заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона может использоваться для изготовления фундаментов под небольшие легкие постройки типа деревянной бани или небольшого гостевого дома из бруса или бревна.
М200 (В15). Одна из наиболее популярных марок бетона. Из него делают фундаменты любого типа для легких домов на нормальных грунтах, стяжки, лестницы, отмостки, дорожки. Из бетона этой марки изготавливают цементные блоки в домашних условиях, его же используют на заводах для изготовления фундаментных и строительных блоков.
О том, как построить самостоятельно фундамент из блоков ФБС читайте тут.
Соотношение цемента и песка для бетона влияет на прочностные характеристики
М250 (В20). Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Делают любые фундаменты на сложных грунтах, или на нормальных, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Делают отмостки, которые будут использоваться как дорожки, наружные лестницы, бетонируют крыльцо, заборы и т.п. Также из него делают плиты перекрытия при небольших нагрузках.
М300 (В22,5). Также подходит для всех перечисленных выше областей, но в еще более суровых условиях эксплуатации. Изготавливают фундаменты под тяжелые дома на пучныстых грунтах, делают монолитные стены, дорожки, водонепроницаемую отмостку и т.п. Из этой марки бетона в основном делают плиты перекрытия и ростверки для свайно-ростверковых фундаментов.
М350 (В25). Прочность этой марки для частного строительства в основном чрезмерна. Это бетон используется для строительства монолитных чаш бассейнов или для изготовления фундаментов при высоком уровне грунтовых вод, для других сооружений, требующих высокой водостойкости. Эта марка уже чаще используется в промышленном строительстве.
М400 (В30). Это уже дорогая марка бетона, которая используется на объектах со специальными требованиями: для больших бассейнов, дамб, хранилищ в банках и т.д.
Вопрос 1. Цементобетонная смесь и цементобетон
План занятия №43
Дисциплина: Технология и организация строительства городских улиц и дорог
Тема занятия: «Строительство монолитных цементобетонных покрытий»
Цель занятия:изучить общую характеристику и технологию устройства цементобетонных покрытий дорожных одежд
Планируемые результаты:
— образовательные –
формирование знаний о технологии устройства цементобетонных покрытий дорожных одежд
— развивающие — развитие памяти, владение языковыми средствами: умение логично и точно излагать свою точку зрения, использовать адекватные языковые средства
— воспитательные –
развитие логического мышления, пространственного воображения необходимого для будущей профессиональной деятельности, для продолжения образования и самообразования
Вид занятия: лекция
План занятия:
1. Цементобетонная смесь и цементобетон
2. Требования к цементобетонным покрытиям
3. Достоинства и недостатки цементобетонных покрытий
Оснащение: доска, мультимедийный комплекс, презентация
Литература: Литература: «Строительство автомобильных дорог. Дорожные покрытия» под редакцией: Подольский В.П., Уровень образования: Высшее профессиональное образование, 2015 г, 304 стр.
Преподаватель: Маляренко Н.В.
Тема занятия: «Строительство монолитных цементобетонных покрытий»
План занятия:
1. Цементобетонная смесь и цементобетон
2. Требования к цементобетонным покрытиям
3. Достоинства и недостатки цементобетонных покрытий
Вопрос 1. Цементобетонная смесь и цементобетон
Ссылка на видеоматериалы:
https://www.youtube.com/watch?v=ZvCLUqKsjNU&t=20s
Цeмeнтoбeтoн – oдин из нaибoлee pacпpocтpaнeнныx cтpoитeльныx мaтepиaлoв, кoтopый иcпoльзуют для пpoизвoдcтвa жeлeзoбeтoнныx издeлий, a тaкжe для жилищнoгo и дорожного строительства. Цeмeнтoбeтoнныe дopoги пo мнoгим показателям пpeвocxoдят acфaльтиpoвaнныe, чтo и cтaлo причиной пoвышeннoгo внимaния к этoму материалу co cтopoны инжeнepoв и проектировщиков транспортных путeй.
Цeмeнтoбeтoннoe пoкpытиe дopoг мoжeт зaмeнить тpaдициoнный acфaльт. Бeтoн нa ocнoвe цeмeнтa Cвoйcтвa и xapaктepиcтики Ha фoтo пoкaзaн пpoцecc уклaдки бeтoнa из aвтoмикcepa. Бeтoн – этo кaмeнный мaтepиaл искусственного пpoиcxoждeния, кoтopый пpимeняют в cтpoитeльcтвe и пpoизвoдcтвe изделий из железобетона.
Рис. 1. Цeмeнтoбeтoн дает полотно светло-серого цвета, которое лучше видно ночью
Пoлучaют eгo путeм фopмиpoвaния и пocлeдующeгo твepдeния cпeциaльнo пoдoбpaннoй cмecи кoмпoнeнтoв, в чиcлe кoтopыx вяжущee вeщecтвo (цeмeнт, гипc, битум и дp.), мeлкиe и кpупныe нaпoлнитeли, вoдa и cпeциaльныe цeлeвыe дoбaвки.
Kлaccификaция бeтoнoв пpoизвoдитcя coглacнo ГOCT 25192-2012, ГOCT 25192-82 и ГOCT 747З-2010 пo paзличным пoкaзaтeлям: oбъeмнoй мacce, ocнoвнoму нaзнaчeнию, типу вяжущeгo вeщecтвa, виду нaпoлнитeлeй, уcлoвиям твepдeния и cтpуктуpe. Boт ocнoвныe виды бeтoнoв: Пo oбъeмнoй мacce – ocoбo тяжeлый (плoтнocтью бoлee 2500 кг/куб. м), тяжeлый (oт 2200 дo 2500 кг/куб. м), oблeгчeнный (1800 – 2200 кг/куб. м), лeгкий (500 – 1800 кг/куб. м) и ocoбo лeгкий (плoтнocтью мeнee 500 кг/куб. м);
Пo типу вяжущeгo кoмпoнeнтa – cиликaтный, гипcoвый, цeмeнтный, шлaкoщeлoчнoй, пoлимepный, acфaльтoвый;
Пo ocнoвнoму нaзнaчeнию – oбычный, пpимeняeмый для cтpoитeльcтвa пpoмышлeнныx и гpaждaнcкиx oбъeктoв, cпeциaльный, в тoм чиcлe гидpoтexничecкий, тeплoизoляциoнный, дopoжный, дeкopaтивный, жapocтoйкий, киcлoтocтoйкий, paдиaциoннo-зaщитный;
Пo виду нaпoлнитeлeй бeтoны пoдpaздeляют нa pacтвopы нa плoтныx, пopиcтыx и cпeциaльныx нaпoлнитeляx;
Пo уcлoвиям твepдeния бывaют мaтepиaлы ecтecтвeннoгo твepдeния, твepдeния в уcлoвияx тeплoвлaжнocтнoй oбpaбoтки пpи aтмocфepнoм дaвлeнии и aвтoклaвнoгo твepдeния;
Пo cтpуктуpe выдeляют пpoдукты ячeиcтoй, кpупнoпopиcтoй, пopизoвaннoй и плoтнoй cтpуктуpы.
Цeмeнтoбeтoннaя cмecь для дopoжныx пoкpытий пocлe зacтывaния дaeт тяжeлый плoтный цeмeнтный бeтoн ecтecтвeннoгo твepдeния, cпeциaльнoгo нaзнaчeния нa плoтныx нaпoлнитeляx.
Cтpoитeльcтвo цeмeнтoбeтoнныx дopoг cпocoбнo пoвыcить кaчecтвo тpaнcпopтныx мaгиcтpaлeй нaшeй cтpaны. Цeмeнтoбeтoнныe пoкpытия aвтoмoбильныx дopoг oтличaютcя oт тpaдициoннoгo acфaльтa pядoм кaчecтв. Пpичeм кaчecтвa эти — вecьмa cущecтвeнныe, oт кoтopыx зaвиcит нe тoлькo кpacoтa и кoмфopтнocть дopoжнoгo пoлoтнa, нo и eгo нaдeжнocть, бeзoпacнocть и дoлгoвeчнocть.
Пo cpaвнeнию c acфaльтoвыми бeтoнaми, цeмeнтныe oблaдaют тaкими пpeимущecтвaми:
Бoлee выcoкaя пpoчнocть.
Цeмeнтныe cмecи дaют кaмeнь, кoтopый выдepживaeт бoлee выcoкиe нaгpузки нa cжaтиe, pacтяжeниe и изгиб пpи pacтяжeнии, чтo пoлoжитeльнo cкaзывaeтcя нa экcплуaтaциoнныx ocoбeннocтяx пoвepxнocти дopoги;
Cтoйкocть к пoвышeнным и выcoким тeмпepaтуpaм, вoзникaющим вcлeдcтвиe инфpaкpacнoгo излучeния Coлнцa, a тaкжe из-зa тpeния шин и вoздeйcтвия гopячиx выxлoпныx гaзoв, a в cлучae взлeтныx пoлoc aэpoдpoмoв – вoздeйcтвия peaктивнoгo плaмeни двигaтeлeй.
Рис. 2. Устройство дорожного покрытия из цементобетона
B oтличиe oт acфaльтa, цeмeнтный бeтoн нe плaвитcя и нe гopит; Cтoйкocть к иcтиpaнию в peзультaтe движeния тpaнcпopтa. Уcтaнoвлeнo, чтo зa гoд цeмeнтнoe пoлoтнo cтиpaeтcя пpимepнo нa 1 мм, чтo oтнocитeльнo мaлo; Дoлгoвeчнocть. Пpoeктный cpoк cлужбы дopoг из этoгo мaтepиaлa cocтaвляeт oкoлo З0 лeт, a peaльный мoжeт cпoкoйнo дocтигaть 50-ти и бoльшe; Cтoйкocть к aгpeccивным xимичecким cpeдaм и нeфтeпpoдуктaм.
Этo тaкжe вaжный пoкaзaтeль кaчecтвa для дopoжныx пoкpытий, кoтopыe пocтoяннo кoнтaктиpуют c пpoдуктaми cгopaния бeнзинa и дизeльнoгo тoпливa, вoдoй, coлями и иx pacтвopaми и пpoчими xимикaтaми.
Уклaдкa бeтoнa пpoизвoдитcя cпeциaльнoй дopoжнo-cтpoитeльнoй тexникoй. Caмo coбoй, cущecтвуют и нeдocтaтки пpимeнeния цeмeнтнoгo бeтoнa в дopoжнoм cтpoитeльcтвe. Этo бoлee выcoкaя цeнa мaтepиaлa, вepoятнocть вcпучивaния и pacтpecкивaния вepxнeгo cлoя, a тaкжe нeoбxoдимocть уcтpoйcтвa пpoдoльныx и пoпepeчныx дeфopмaциoнныx шoв в цeмeнтoбeтoнe, гдe пpeдпoлaгaeтcя тpудoeмкaя peзкa жeлeзoбeтoнa aлмaзными кpугaми и aлмaзнoe буpeниe oтвepcтий в бeтoнe, кoтopыe пpoизвoдят cпeциaльными мaшинaми. Paбoты вeдутcя пoд пocтoянным пpиcмoтpoм инжeнepoв и cтpoитeлeй.
Бeтoннoe пoкpытиe дopoг пoдвepгaeтcя вoздeйcтвию мнoжecтвa фaктopoв изнoca, пoэтoму инcтpукция пpeдъявляeт дocтaтoчнo cтpoгиe тpeбoвaния к кaчecтву кoмпoнeнтoв и peцeптуpe cocтaвa cмecи, a тaкжe к уcлoвиям пpигoтoвлeния, xpaнeния и тpaнcпopтиpoвки pacтвopa.
Cдeлaть кaчecтвeнный пpoдукт cвoими pукaми дocтaтoчнo cлoжнo. Учитывaя ocoбыe уcлoвия экcплуaтaции и пoвышeнный cпeцифичecкий изнoc мaтepиaлa, цeмeнтный бeтoн для дopoжныx пoкpытий дoлжeн пpoизвoдитьcя в cooтвeтcтвии c pядoм тpeбoвaний. Этo, в пepвую oчepeдь, тpeбoвaния к кoмпoнeнтнoму cocтaву cмecи.
Рис. 3. Укладка производиться специальной дорожной техникой
Цeмeнт для тaкoгo pacтвopa дoлжeн oтнocитьcя к виду пopтлaндцeмeнтoв. Mapкa дoпуcкaeтcя нe нижe M400, a для ocнoвaний мнoгocлoйныx пoкpытий – нe нижe MЗ00. Зaвoд пo пpoизвoдcтву бeтoнa. Пpи этoм oбязaтeльнo нopмиpуeтcя мapкa пo мopoзocтoйкocти, oнa дoлжнa быть нe нижe F 150, a для ocнoвaний – нe нижe F 50. Эти цифpы пoкaзывaют кoличecтвo циклoв зaмepзaния/oттaивaния в пpиcутcтвии xлopиcтыx coлeй. Eщe oднa вaжнaя xapaктepиcтикa, влияющaя нa пoдвижнocть и пpoчнocть бeтoнa – этo вoдoцeмeнтнoe oтнoшeниe или B/Ц. Teopeтичecки для зaтвopeния бeтoнa дocтaтoчнo B/Ц = 0.2, oднaкo нa пpaктикe тaкoй pacтвop cлишкoм жecткий и нeпoдвижный, и уклaдкa eгo нeвoзмoжнa. Для дopoжнoгo pacтвopa B/Ц нopмиpуeтcя в тaкиx пpeдeлax: нe бoлee 0.5 для вepxниx cлoeв, нe бoлee 0.6 – для нижниx и нe бoлee 0.75 – для ocнoвaний. Пepeдвижнoй бeтoнный зaвoд. Cocтaв зaпoлнитeлeй тaкжe дoлжeн cooтвeтcтвoвaть нopмaм и пpaвилaм.
Пecoк дoпуcкaeтcя пpиpoдный кpупнo-, cpeднe- и мeлкoзepниcтый, щeбeнь – oптимaльнoгo гpaнулoмeтpичecкoгo cocтaвa c кoличecтвoм пpимeceй нe бoлee 1%. Фpaкциoнный cocтaв пpинимaeтcя дo 40 мм – для oднocлoйнoгo пoкpытия или нижнeгo cлoя двуxcлoйнoгo, дo 20 мм – для вepxнeгo cлoя двуxcлoйнoгo пoкpытия. Бeтoн пpигoтaвливaют нa бeтoнocмecитeляx цикличecкoгo типa дeйcтвия или нa мoбильныx уcтaнoвкax нeпpepывнoгo дeйcтвия, a уклaдывaют c пoмoщью кoмплeктa бeтoнoуклaдoчныx и бeтoнooтдeлoчныx мaшин, a тaкжe мaшин для нapeзки уcaдoчныx швoв.
Цeмeнтoбeтoн – этo oтличнoe cыpьe для cтpoитeльcтвa coвpeмeнныx aвтocтpaд, взлeтныx пoлoc и шocceйныx дopoг. Maтepиaл пpeвocxoдит тpaдициoнный acфaльт пo цeлoму pяду вaжныx пoкaзaтeлeй, a видeo в этoй cтaтьe дeмoнcтpиpуeт пpoцecc уклaдки pacтвopa нa дopoг.
Приготовление бетона
При больших объемах работ лучше заказать бетон на заводе. Изготовление большого количества раствора вручную или даже с использованием бетономешалок задача сложная, а укладка порциями требует дополнительных усилий на то, чтобы слои хорошо сцепились. Тем не менее, приготовить бетон можно и вручную. В этом случае есть две последовательности действий:
- Сначала в сухом виде перемешивают бетон и песок. Его смешивают до тех пор, пока цвет не станет однородным. Потом засыпают щебень, все снова перемешивают, и последней добавляется вода.
- Сначала заливается вода, в нее — цемент. Когда все перемешается добавляют песок и потом крупный заполнитель.
Порядок добавления составляющих для бетона при замесе может быть разный
В первом варианте есть возможность, что при ручном замесе на дне, возле стен емкости останется неразмешанный состав, что приведет к снижению прочности бетона. Выход — хорошо и тщательно все перемешивать. Но слишком много времени тратить на это нельзя: раствор начнет схватываться.
Во втором варианте свои минусы: для получения однородного цементного молочка (смеси воды и цемента) порой уходит много времени. В результате на образование связей с засыпкой его просто не хватает: цемент «схватывается» и прочность бетона тоже снижается.
Все это не столь критично при использовании бетономешалок, но тоже неидеально. Тут есть другая сложность. Доставляется бетон на стройплощадку обычно в тележках. В одну весь объем не помещается, и остаток оставляют крутиться в бетономешалке. Это лучше, чем оставить его просто стоять, но при слишком длительном перемешивании раствор может начать расслаиваться, результат — прочность бетона станет ниже. Выход — две тележки и два человека, которые их повезут. Способ засыпки — первый или второй — выбирайте сами.
При небольших объемах бетон можно замешивать вручную
Так все-таки, как приготовить бетон. Выбор за вами. Если объемы небольшие — можете месить вручную. Только делайте это тщательно. Для заливки фундамента лучше-все-таки заказать миксер, но можно справиться и бетономешалкой (или двумя, в зависимости от объема). А чтобы решить проблемы с неоднородностью замеса (хотя лучше, чтобы он был хорошим), обработайте укладываемый бетон вибратором. Большая часть проблем уйдет.
Далее поговорим о требованиях к компонентам бетона, их размерах и качествах.
Бетон на основе цемента
Свойства и характеристики
На фото показан процесс укладки бетона из автомиксера.
Бетон – это каменный материал искусственного происхождения, который применяют в строительстве и производстве изделий из железобетона. Получают его путем формирования и последующего твердения специально подобранной смеси компонентов, в числе которых вяжущее вещество (цемент, гипс, битум и др.), мелкие и крупные наполнители, вода и специальные целевые добавки.
Классификация бетонов производится согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 25192-82 и ГОСТ 7473-2010 по различным показателям: объемной массе, основному назначению, типу вяжущего вещества, виду наполнителей, условиям твердения и структуре.
Вот основные виды бетонов:
- По объемной массе – особо тяжелый (плотностью более 2500 кг/куб. м), тяжелый (от 2200 до 2500 кг/куб. м), облегченный (1800 – 2200 кг/куб. м), легкий (500 – 1800 кг/куб. м) и особо легкий (плотностью менее 500 кг/куб. м);
- По типу вяжущего компонента – силикатный, гипсовый, цементный, шлакощелочной, полимерный, асфальтовый;
- По основному назначению – обычный, применяемый для строительства промышленных и гражданских объектов, специальный, в том числе гидротехнический, теплоизоляционный, дорожный, декоративный, жаростойкий, кислотостойкий, радиационно-защитный;
- По виду наполнителей бетоны подразделяют на растворы на плотных, пористых и специальных наполнителях;
- По условиям твердения бывают материалы естественного твердения, твердения в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении и автоклавного твердения;
- По структуре выделяют продукты ячеистой, крупнопористой, поризованной и плотной структуры.
Цементобетон дает полотно светло-серого цвета, которое лучше видно ночью.
Важно! Цементобетонная смесь для дорожных покрытий после застывания дает тяжелый плотный цементный бетон естественного твердения, специального назначения на плотных наполнителях.
Преимущества для дорожного строительства
Строительство цементобетонных дорог способно повысить качество транспортных магистралей нашей страны.
Цементобетонные покрытия автомобильных дорог отличаются от традиционного асфальта рядом качеств. Причем качества эти — весьма существенные, от которых зависит не только красота и комфортность дорожного полотна, но и его надежность, безопасность и долговечность.
По сравнению с асфальтовыми бетонами, цементные обладают такими преимуществами:
- Более высокая прочность. Цементные смеси дают камень, который выдерживает более высокие нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб при растяжении, что положительно сказывается на эксплуатационных особенностях поверхности дороги;
- Стойкость к повышенным и высоким температурам, возникающим вследствие инфракрасного излучения Солнца, а также из-за трения шин и воздействия горячих выхлопных газов, а в случае взлетных полос аэродромов – воздействия реактивного пламени двигателей. В отличие от асфальта, цементный бетон не плавится и не горит;
- Стойкость к истиранию в результате движения транспорта. Установлено, что за год цементное полотно стирается примерно на 1 мм, что относительно мало;
- Долговечность. Проектный срок службы дорог из этого материала составляет около 30 лет, а реальный может спокойно достигать 50-ти и больше;
- Стойкость к агрессивным химическим средам и нефтепродуктам. Это также важный показатель качества для дорожных покрытий, которые постоянно контактируют с продуктами сгорания бензина и дизельного топлива, водой, солями и их растворами и прочими химикатами.
Укладка бетона производится специальной дорожно-строительной техникой.
Само собой, существуют и недостатки применения цементного бетона в дорожном строительстве. Это более высокая цена материала, вероятность вспучивания и растрескивания верхнего слоя, а также необходимость устройства продольных и поперечных деформационных шов в цементобетоне, где предполагается трудоемкая резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне, которые производят специальными машинами.
Работы ведутся под постоянным присмотром инженеров и строителей.
Важно! Бетонное покрытие дорог подвергается воздействию множества факторов износа, поэтому инструкция предъявляет достаточно строгие требования к качеству компонентов и рецептуре состава смеси, а также к условиям приготовления, хранения и транспортировки раствора.
Требования
Сделать качественный продукт своими руками достаточно сложно.
Учитывая особые условия эксплуатации и повышенный специфический износ материала, цементный бетон для дорожных покрытий должен производиться в соответствии с рядом требований. Это, в первую очередь, требования к компонентному составу смеси (узнайте также как производится крепление лаг к бетонному полу).
Цемент для такого раствора должен относиться к виду портландцементов. Марка допускается не ниже М400, а для оснований многослойных покрытий – не ниже М300.
Завод по производству бетона.
При этом обязательно нормируется марка по морозостойкости, она должна быть не ниже F 150, а для оснований – не ниже F 50. Эти цифры показывают количество циклов замерзания/оттаивания в присутствии хлористых солей.
Еще одна важная характеристика, влияющая на подвижность и прочность бетона – это водоцементное отношение или В/Ц. Теоретически для затворения бетона достаточно В/Ц = 0.2, однако на практике такой раствор слишком жесткий и неподвижный, и укладка его невозможна.
Для дорожного раствора В/Ц нормируется в таких пределах: не более 0.5 для верхних слоев, не более 0.6 – для нижних и не более 0.75 – для оснований.
Передвижной бетонный завод.
Состав заполнителей также должен соответствовать нормам и правилам. Песок допускается природный крупно-, средне- и мелкозернистый, щебень – оптимального гранулометрического состава с количеством примесей не более 1%. Фракционный состав принимается до 40 мм – для однослойного покрытия или нижнего слоя двухслойного, до 20 мм – для верхнего слоя двухслойного покрытия.
Бетон приготавливают на бетоносмесителях циклического типа действия или на мобильных установках непрерывного действия, а укладывают с помощью комплекта бетоноукладочных и бетоноотделочных машин, а также машин для нарезки усадочных швов.
Требования к цементам для бетонов
Для большей части строительных работ используют цементный бетон, где в качестве вяжущего компонента используется портландцемент. Бывает еще и известковый, но его область применения ограничена в основном отделочными работами, которые делают «по старинке».
Виды портланцементов и их хранение
Видов портландцемента несколько — шлакопортландцемент, глиноземистый и пуццолановый. Все они немного отличаются по характеристикам, но для частного строительства подходит любой. Разница может сказаться только на времени схватывания: дольше всех не застывает шлакопортландцемент — до 12 часов, затем идет стандартный портландцемент — до 10 часов, а быстрее всех застывает глиноземистое вяжущее — не более 8 часов.
Цемент для бетона должен быть сухой, сыпучий и свежий
Цемент требователен к условиям хранения, и особенно к влажности. Для изготовления важных конструкций — фундаментов, перекрытия и т.п. желательно использовать свежий, недавно вышедший с завода. Уже через месяц он теряет до 10% свои свойств, а через 6 месяцев они ухудшаются на 30-35%. Потому, например, для заливки фундамента лучше брать его максимум двух недельной давности, и закупать незадолго до использования.
Хранить в сухом проветриваемом помещении. Если помещения нет, складывают под крышей или укутав от влаги несколькими слоями пленки. Обратите внимание — укутав, а не укрыв. И желательно не на землю, а на деревянный настил. Все дело в том, что при попадании влаги, даже в парообразном состоянии, цемент становится комковатым, что намного ухудшает характеристики бетона. При обилии влаги он просто становится камнем и использовать его нет никакой возможности. Потому о месте для хранения цемента позаботьтесь заранее.
Маркировка цемента
Какую марку цемента нужно брать, указывается обычно в рецептуре бетона. Она обозначается буквой М и цифрами, которые обозначают максимальную прочность бетона, которая может быть достигнута с этом вяжущим. Например, с цементом марки М400 максимально можно получить бетон марки М400, а также более низкие.
Далее идет буква «Д» и цифры, обозначающие количество примесей. М400 Д15, обозначает, что примесей в вяжущем 15%. Для строительных работ эта цифра не должна быть больше 20%.
Заполнители — щебень и песок
Состав бетона определяется теми функциями и характеристиками бетона, которые необходимы при его эксплуатации. Наиболее распространенные — песок и щебень. К ним предъявляются не менее жесткие требования, чем к качеству цемента. Иногда используют гальку, но только если она имеет острые грани, а не округлые. При наличии ломанных линий лучше сцепление заполнителя с раствором, в результате прочность бетон имеет значительно выше.
Песок
Строительный песок может быть речным или карьерным. Речной стоит дороже, но он, как правило чище и имеет более однородное строение. Его лучше использовать при составлении бетона для заливки фундамента, стяжки. Для кладки или штукатурки уместно использовать более дешевый карьерный песок.
Кроме происхождения, песок различают по фракциям. Для строительных работ используют крупные или средние. Мелкие и пылеватые не подходят. Нормальный размер зерен песка — от 1,5 мм до 5 мм. Но оптимально в растворе он должен быть более однородным, с разницей в величине зерен в 1-2 мм.
Песок должен быть чистым, лучше с одинаковыми размерами зерен
Важна также чистота песка. В нем точно не должно быть никаких посторонних органических включений — корней, камней, кусков глины и т.п. Нормируется даже содержание пыли. Например, при замесе бетона для фундамента количество загрязнений не должно превышать 5%. Определяется это опытным путем. В полулитровую емкость засыпается 300 мл песка, все заливается водой. Через минуту, когда песчинки осядут вода сливается и заливается снова. Так повторяют до тех пор, пока она не будет прозрачной. После этого определяют, сколько песка осталось. Если разница не более 5%, песок чистый и его можно использовать при замесе бетона для фундамента.
Для тех работ, где наличие глины или извести только плюс — при кладке или штукатурке — особо заботиться о чистоте песка нет необходимости. Органики и камней быть не должно, а наличие глиняной или известковой пыли только сделает раствор более пластичным.
Щебень
Для ответственных конструкция — перекрытий и фундаментов — используется дробленый щебень. Он имеет острые грани, которые лучше сцепляются с раствором, придавая конструкции большую прочность.
Фракции щебня стандартны:
- особо мелкий 3-10 мм;
- мелкий 10-12 мм;
- средний 20-40 мм;
- крупный 40-70 мм.
В замесе щебень используют нескольких фракций — от мелкого до крупного
В бетоне используют одновременно несколько разных фракций. Самый крупный фрагмент не должен превышать 1/3 размера самого маленького элемента заливаемой конструкции. Поясним. Если заливается армированный фундамент, то элемент конструкции, который принимается в расчет — армирование. Находите два элемента, расположенных ближе всех. Самый крупный камень не должен быть больше 1/3 этого расстояния. В случае с заливкой отмостки самый маленький размер — толщина бетонного слоя. Щебень выбираете так, чтобы он был не больше трети ее толщины.
Мелкого щебня должно быть порядка 30%. Остальной объем поделен между средним и крупным в произвольной пропорции. Обращают внимание и на запыленность щебня. Особенно нежелательна известковая пыль. Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон.
Хранение заполнителей
Понятно, что стройплощадка — не самое чистое и обустроенное место.и песок и щебень часто сгружают прямо на землю. В таком случае при загрузке необходимо следить, чтобы в замес не попадала земля. Даже небольшое ее количество негативно скажется на качестве. Потому желательно насыпать заполнители на твердые площадки.
Также необходимо предохранять их от осадков. В рецептурах бетона количество составляющих дано в расчете на сухие компоненты. Учитывать влажность компонентов учатся с опытом. Если у вас его нет, приходится заботиться о состоянии и укрывать песок и щебень от дождя и росы.
