Из чего делают бетон

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса (П)

Эти три понятия, в принципе, описывают одну и ту же бетонную характеристику, которая обозначается буквой П с коэффициентом от 1 до 5, либо как «осадка конуса 10-15 см«. Для типовых монолитных работ используется бетон подвижностью П-2 и П-3. Для труднозаливаемых конструкций, таких как колонны, узкие опалубки и густоармированные полости, желательно применять бетон П-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Такой бетон называется литым, он хорошо укладывается в опалубки без использования вибратора.

Жесткость бетона (обозначается буквами Ж1-Ж4) — характеристика, относящаяся к бетону, используемому в основном в дорожном строительстве.

Ни в коем случае нельзя добавлять в бетон воду для увеличения его подвижности, поскольку, как говорилось выше, водоцементное соотношение — это ключевая пропорция, от которой зависит прочность бетона. Даже из-за небольшого увеличения количества воды в смеси, марка бетона может понизиться с м-400 до м-300-м-200. Чтобы увеличить подвижность смеси до показателей П4, П5 на ПСК СТРОЙТЕХ используются пластификаторы — это единственный верный способ получения литого бетона, предназначенного для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматуры, либо для монолитных работах с применением бетононасоса.

Рецепты приготовления

Подбор состава бетонной смеси это, своего рода, творение мастера. Рецепты зависят от целей конструкций, особенностей среды, где будет эксплуатироваться объект, от пожеланий проектировщиков. Рецепт обычного бетона: цемент/ песок /щебень/вода — 1 / 2 / 4 / 0,5. Составление учитывает плотность материалов и сорт сухого порошка. Таблица содержит ориентировочные количества компонентов для получения конкретной марки бетона:

Пример расчета

Подсчитать компонентный состав может помочь специальная программа, так как нехватки или избыток веществ скажется на качестве.

Если марка бетона 200, то нужно взять сухой стройматериал 400 или 500. Если выбран 500, то на его 1 кг нужно добавить 3,5 кг песка и 5,6 кг щебня. Отдельная карта отображает соотношение воды и сухого порошка (в среднем — 0,3—0,5). Для строительства пригодна вода, используемая для питья. Недостаток жидкости ведет к расслоению, растрескиванию или крошению, а избыток — уменьшает прочность. Есть специальная программа подсчета компонентного состава бетонной смеси.

Способы формирования арт-бетона

Архибетон формируют несколькими способами, в зависимости от способа работы, используемых инструментов, принципов воздействия и сферы эксплуатации.

Основные методы формирования архикамня:

1. Набивка (трамбование) – раствор заливают, а потом трамбуют палкой либо прутом (ручная работа). Таким образом создают наиболее сложные, жесткие декорации.

2. Прессование – в основном тонкостенные, морозоустойчивые и прочные, детали создают с использованием пресс-форм и гидравлических прессов.

3. Вибропрессование – давление в ходе вибраций. Работы выполняются с помощью пресс-формы и вибропресса. Таким образом делают тротуарную плитку, брусчатку. Объекты получаются прочными, изготавливаются легко и быстро, процесс обходится сравнительно недорого.

4. Литье – раствор заливают на виброплощадках в формы, возможно использование глубинных вибраторов. Изделия получаются недорогими, но не слишком высокого качества.

5. Тиснение – работы выполняются при помощи матриц, использующихся для получения нужной фактуры основания. Часто технологию применяют при отделке площадок, дорожек на территории, при декорировании вертикальных поверхностей конструкций и зданий.

Пропорции бетона для фундамента

Итак, вы определились с маркой бетона для своего фундамента. Пора узнать, какие же пропорции бетона для фундамента надо соблюсти для этого.

Не секрет, что большинство «домашних строителей» пользуются стандартными формулами с пропорциями компонентов для приготовления бетона для фундамента.

В основном, пользуются двумя их видами:

• Для «обычного» бетона — 1 часть цемента, 3 части песка, 5 частей щебня. Воду добавляют по минимуму, но до пластичной консистенции.
• Для «крепкого» бетона – 1 часть цемента, 2 части песка, 4 щебня.

В принципе, такие формулы имеют право на жизнь, потому что подходят для большинства фундаментов в частной застройке. Если же вы хотите построить свой фундамент правильно, воспользуйтесь таблицей, которая подскажет пропорции бетона для фундамента.

В таблице приведены не только пропорции бетона для фундамента в килограммах, но и пропорции в частях. Так как многие строители используют для отмеривания нужных пропорций, к примеру, в ведрах или лопатах. Если вам удобнее использовать такой способ дозировки компонентов, то в таблице вы найдете пропорции бетона для фундамента в ведрах. Потому что «части» можно заменить любой мерой объема. Будь то ведра, лопаты, черпаки и даже руки.

Не забывайте, что пропорции бетона для фундамента в килограммах и ведрах, это не одно и то же. Потому как цемент, песок, щебень и вода имеют разный удельный вес. Ведро объемом 10 литров будет весить 10 кг с водой, около 12 кг с цементом, 14 кг с песком и 15 кг с щебнем. Но и эти цифры условны, т.к. цемент может быть как рыхлым, так и слежавшимся. Песок мокрым, а щебень крупным или мелким.

И напоследок, посмотрите видео, в котором доступно поясняется как сделать и все пропорции бетона для фундамента. Удачи в постройке!

Как сделать бетон самому ручным способом

Это несложный процесс, для реализации которого необходимо подготовить:

• вместительную емкость;
• совковую или штыковую лопату;
• стандартные ведра;
• обычную мотыгу или сапу.

Алгоритм действий:

1. Заполните подготовленную емкость компонентами, предварительно отмеренными в соответствии с используемой рецептурой.
2. Равномерно перемешайте находящиеся в емкости сухие ингредиенты, используя инструмент.
3. Добавляя постепенно небольшое количество воды, интенсивно перемешайте до необходимой консистенции.

Для приготовления раствора отмеренное количество песка и цемента насыпают в корыто и тщательно перемешивают лопатой

Преимущества и негативные свойства архикамня

Арт-бетон отличается рядом специфических характеристик и свойств, благодаря которым удается расширить сферу его использования, понизить стоимость многих работ и процессов, реализовать разнообразные задачи.

Основные плюсы архикамня:

Мелкозернистая плоская структура, которая хорошо поддается шлифовке и позволяет получать идеально ровную и гладкую поверхность.
Невосприимчивость к воздействию солнечных лучей – бетон не выгорает, не меняет физических свойств и внешнего вида.
Высокий уровень прочности и стойкости к воздействию разнообразных внешних факторов – температур, влажности, ветра, ударов, истирания, вибрации и т.д.
Минимальная гигроскопичность, благодаря чему в материале не проходит карбонизация, поэтому на протяжении длительного срока он сохраняет прочность и целостность.
Пластичность и простота в работе – предоставление возможности реализовать максимум оригинальных идей.
Невысокая стоимость всего процесса – от покупки материалов и приготовления раствора до создания формы, скульптуры, отделки.
Возможность добавлять разнообразные присадки, составы для изменения эксплуатационных свойств и достижения нужных характеристик.
Экологичность производства и самого архикамня, что также немаловажно.
Способность точно имитировать различные более дорогие фактуры.
Легкость и простота в уходе.
Шанс добиться идеально ровной поверхности, которая не скользит и полностью безопасна.
Хороший уровень пожаробезопасности.
Простота ухода без необходимости использовать специальные средства и привлекать профессионалов.

При создании особых конструкций арт-камень можно сделать с усиленной структурой, добавив в него армирующую фибру. Волокна могут быть пластиковыми, стальными, из стекла. Стеклофибробетон – легкий и прочный строительный материал, который отличается великолепной прочностью, высоким уровнем стойкости к воздействиям атмосферы, появлению тещин. Усадка, как правило, отсутствует полностью.

Минусы материала объясняются особенностями самого бетона и работы с ними. Так, к числу недостатков часто относят необходимость дополнительного укрепления перекрытий и стен в случае использования тяжелых элементов декора. Отделка весит много, поэтому ее попросту не выполняют на деревянных домах и легких конструкциях либо заранее делают более надежный фундамент. Большой декор на фасадах требует привлечения техники, значительных трудозатрат, специальных инструментов.

Из арт-бетона трудно создать мелкие элементы и декоративные детали, сам процесс работы медленный, ведь смесь затвердевает сутки-двое. Если выполняется декор со сложной геометрией, необходимо очень точно соблюдать размеры, детали тщательно подгонять. Но отнести все эти факторы к числу недостатков трудно – скорее, это просто стандарты работы, которых желательно придерживаться для получения качественного результата.

Замес и укладка

Пластичность бетона определяют по положению на горизонтальной лопате. Если он съезжает, то — слишком пластичен, когда двигается при легком наклоне — степень пластичности невелика (средняя), а если не сползает с наклоненной лопаты — непластичен. Средний вариант пригоден для приусадебного строительства. Когда замес делают вручную, обязательно соблюдение последовательности введения компонентов: песок, цемент, после перемешивания — вода, щебень. Тщательность вымешивания обеспечивает полное покрытие смесью каждого камешка заполнителя, исключает пристеночные и донные уплотнения. Ручная укладка бетона боится медлительности. Задержка чревата расслоением.

Армирование пола

Первое широкое применение портландцементного бетона в строительстве зданий происходило под руководством французского строителя, Франсуа Куане. Он построил несколько больших домов из бетона в Англии и Франции в период 1850-1880, с первым использованием железных прутьев в полу, чтобы сохранить стены от разъезжания, а позже использовал арматуру, как изгибаемые элементы.

Первой вехой в железобетоне стала постройка американского инженера-механика, Уильяма Э. Уорда, в 1871-1875. Этот дом стоит сегодня в Порт-Честер, штат Нью-Йорк. Это стало известно благодаря усердию, с которым г-н Уорд вел все его дела, исследуя и документируя все. Он хотел надежный дом, потому что его жена ужасно боялась огня и поручил дизайн и проектирование архитектору Роберту Муку в 1870 году. Как и здание Койента, это должно было быть сделано так, чтобы напоминать каменную кладку и быть социально приемлемым решением. Г-н Уорд занимался всеми техническими и строительные вопросы сам, проводил долгосрочные нагрузочных испытания и другие эксперименты. Он использовал французское слово для бетона, «beton», а в 1883 выступил с докладом на дому к Американскому обществу инженеров-механиков, названным «Бетон в комбинации с железом в качестве строительного материала». Его аудитория, по определению, была гораздо более заинтересована в уникальных системах водоснабжения и отопительных систем, которые он проектировал, чем в железобетоне.

В 1879 году Г. А. Вайс, немецкий строитель, купил патентные права на систему Монье и стал применять железобетонные конструкции в Германии и Австрии, рекламируя это как система Вайс-Монье. Многие из этих зданий были построены также и во Франции.

Состав бетона, основные компоненты

Существует множество видов бетонов, и практически все имеют схожий состав. Тем не менее, именно ингредиенты влияют на конечные характеристики.

Традиционно бетон состоит из цемента, щебня, песка и воды. Если делать смесь без щебня, она будет называться пескобетоном. Оптимальный состав имеет следующие пропорции цемента, щебня, песка и воды – 1:4:2:0,5. Это лишь общие сведения. Конечный замес зависит от множества факторов: марки материалов, характеристики щебня и песка, наличие пластификатора. Например, если выбран цемент М400, то на выходе получится смесь М250.

В смеси каждому компоненту отведена своя роль. В основе – цемент и вода. Именно они связывают все компоненты в одно целое. Если допустить ошибку на этом этапе, то бетон получит совсем иные характеристики. Дело в том, что сыпучие материалы, применяемые для изготовления, также имеют различные параметры влажности и влагопоглощения, и это обязательно нужно учитывать.

Если долгое время хранить цемент, он образует так называемый «цементный камень». Многие думают, зачем тогда добавлять воду – вот готовый твердый образец. Дело в том, что твердеет он неравномерно, а это может стать причиной образования сколов и трещин. Уменьшить эти деформации помогают заполнители в виде песка и щебня. Именно они предотвращают излишнюю усадку.

Сумма всех этих компонентов образует собой монолитную структуру. Отдельные свойства каждого материала связываются воедино. Большая часть пространства отводится щебню, между ним расположен песок. Роль воды и цемента – связать компоненты в общую массу.

Как видно, состав одновременно прост и сложен, так как требуется строго соблюдать пропорции всех ингредиентов, чтобы получить прочный и долговечный бетон.

Рисунок 4. Приготовленный раствор бетона

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

1. Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
2. Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
3. Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

• расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
• пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
• цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

• фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
• условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

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. Изделия, 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 изделий 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 изделия, так и к развитию на нём корродирующей 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 изделия должны быть заменены. Но поставщики, как правило, соблюдают условия перевозки и подобных ситуаций практически не возникает.

Но когда изделия поступают на место промежуточного складирования, когда за них уже уплачены деньги и изделия приняты заказчиком, хозяин должен уже сам заботиться о принадлежащих ему изделиях. Даже если изделия приобретены с целью использования в течении недель или месяцев, для них необходимо обеспечить определенные «комфортные» условия хранения. Площадка для их складирования должна быть выровняна; между 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.

Как изготавливают железобетонные изделия

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 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.

Изделия 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 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 изделия. Далее изделия (в полуформах или распалубленные) отправляют на тепловую обработку.

О дефектах, явных и неявных

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

Если изделие 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 изделия подлежат возврату производителю и последующей замене. Но, как правило, подобные дефектные изделия 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 изделия. Подобные дефекты устраняют в процессе монтажа изделий.

Понятия прочность бетона и марка цемента

В продажу поступает большой ассортимент цемента с разной маркировкой. Имеется чистый материал, с добавками в виде шлака, пластификатора. Существует быстротвердеющий и сульфатостойкий цемент, цветной, белый, тампонажный, другого типа. Все эти разновидности определяют только особенность материала, предназначение его для определенного вида работ.

Прочность готового бетона зависит от марки цемента. Параметр обозначен аббревиатурой «М» или «ПЦ». Самым слабым считался цемент марки М-100. Со временем он утратил свою актуальность, был снят с производства. Аналогично из-за слабой прочности отказались строители от марок цемента М-150 и М-200. В обиходе остались марки от М-300 до М-1000.

Самым ходовым считается цемент М-400 и М-500. Марки с более высокими значениями востребованы при возведении бетонных конструкций, к которым предъявляют отдельные требования, например, дамбы.

Цифры, идущие после аббревиатуры «М» или «ПЦ», обозначают сопротивление застывшего бетона сжатию по истечению 28 суток. Измерение параметра происходит в кг/см2. Например, изготовленный с соблюдением технологии бетон марки М-300 через 28 дней должен обладать прочностью 300 кг/см2.

Однако маркировка сухого цемента и готового раствора, это совсем разные показатели. Например, при использовании исходного материала М-400, бетон может получится марки 200, 250, 300 или 350, что зависит от взятых пропорций в комплексе с другими наполнителями.

Бетон марки М-200 считается самым распространенным. Применяют его при обустройстве стяжки, кладки стен и цоколя здания. Марка М-350 востребована при создании монолитных конструкций. Марки М-200 и 300 считаются промежуточные общего назначения.