Бетон — это «живое существо»,
приспосабливающееся к любой форме,
отвечающее любому требованию,
выносящее любую нагрузку.
Пьетро Нерви
Бетон
Нет человека, который не соприкасался бы с бетоном. Хотя многие и живут в бетонных джунглях, но не все владеют элементарными сведениями о нем. Бетон(от фр. bеton) искусственный каменный материал. Известен более 6000 лет, широко использовался в Древнем Риме.
Египетские пирамиды
Существует теория строительства египетских пирамид из бетона. Чтобы отлить очередной бетонный блок, при строительстве пирамиды, достаточно иметь два щита опалубки и залежи известняка и жаркий климат в окрестностях строящихся пирамид.Там все это добро имелось в изобилии. При этом отпадают многочисленные теории египтологов по транспортировке и подъему тысечетонных мегалитов.
Римский бетон
Лат. opus caementicium - бетон. Слово Caementum означало «бутовый камень» и также каменные составляющие для наполнения полостей несущих стен. Камень являлся связующим элементом, который смешивался с песком и известью и после затвердевания превращался в конгломератную массу, похожую на сегодняшний бетон.
Современный бетон
На цементном вяжущем веществе известен как бетон с 1844 года (И. Джонсон).
Точка зрения на бетон
Архитектор – задать форму.
Конструктор – заложить в проекте требуемую по расчету марку бетона.
Завод - изготовить и доставить бетон, который при соблюдении всех регламентов по укладке и уходу даст проектную марку.
Подрядчик – обеспечить своевременную укладку бетона и уход за ним.
Заказчик – контролировать подрядчика, чтобы он соблюдал регламент.
Цемент и вода
Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона.
Водоцементное отношение
Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение» - В/Ц) — важная характеристика бетона. От этого соотношения зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон.
Гидратация цемента
Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5. В переводе на литры и килограммы, В/Ц = 0.5 - это 5 литров воды на 10кг цемента.
Оптимальное водоцементное отношение
Водоцементное отношение равно отношению массы воды к массе цемента в замесе. От его величины зависит непроницаемость бетона. При отношении, равном 0.56 – 0.6, бетон имеет нормальную непроницаемость, 0.46 - повышенную непроницаемость, 0.45 - очень высокую непроницаемость.
Цементное молоко
Если уложить бетон в негерметичную опалубку то из щелей потечет цементное молоко, то же произойдет, если положить бетон не на подготовку из тощего бетона, а бросить его в свежевырытую траншею или на песок. Снижение марки бетона гарантированно из-за потери цементного молока и нарушения соотношения составляющих бетон.
Гранитный щебень
Гранитный щебень основной инертный материал входящий в состав бетона. Прочность самого гранитного щебня примерно вдвое ниже, чем прочность породы, из которой его изготавливают, и составляет максимум 70–80 МПа.
Песок
Для приготовления бетона можно использовать практически любой природный песок.
Глина в бетоне
Даже незначительное количество глинистых частиц приводит к существенному снижению прочности бетона.
Пористость бетона
Водоцементное отношение является решающим фактором в регулировании пористости бетона. Поры образует вода, не вступившая в гидратацию с цементом. Дополнительная пористость в бетоне также создается вследствие воздухововлечения при приготовлении бетонной смеси.
Если сломать запасной вибратор
А основной вибратор вы уже давно вывели из строя, то смекалистые обычно шуруют бетон куском арматуры. Лучше на такой экстроординарный случай иметь трамбовки квадратного или прямоугольного сечения со сторонами от 12 до 16см и весом от 12 до 17кг.
Доморощенные строители
При кустарном производстве бетона имеет место чрезмерное добавление воды, увеличивающее подвижность бетона, но в несколько раз снижающее его прочность.
Время
Бетонная маса должна бать употреблена в дело непосредственно после перемешивания до начала схватывания.
Бетононасос
Бывают случаи нарушения регламента с целью увеличения подвижности бетонной смеси для прокачки ее бетононасосом.
Бетоновоз (миксер)
Это специализированная машина, оборудованная бетономешалкой, предназначенная для перевозки бетонных смесей. Сохранность и однородность бетонной смеси при транспортировке обеспечивается вращением барабана. Процесс непрерывного смешивания бетона гарантирует однородность транспортируемой смеси и невозможность ее расслоения во время поездки.
Разбодяживание бетона
По разным причинам наблюдались случаи запредельного разбодяживания бетона в миксерах.
Бетонные пробки
Водитель попадает в транспортные пробки при перевозке бетона или заехал домой пообедать, что одно и тоже. Можно оказаться в очереди миксеров по причине неверного графика доставки бетона к месту укладки. Перефразируя классика: «В бетоне процесс гидратизации пошел раньше времени».
Осадка конуса (ОК)
Это понятие характеризует пластичность бетона. ОК измеряется в см и чем она больше , тем он более подвижен. Для измерения ОК используется стандартный усеченный конус высотой 30см с диаметром нижнего отверстия 20см и диаметром верхнего - 10см.
Марка по удобоукладываемости
П1 1—4 – осадка конуса в см
П2 - 5—9
П3 - 10—15
П4 - 16—20
П5 - 21 и более
Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4.
Марка бетона
Марки бетона (М-100, М-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см.
Единица измерения сжатия
1МПа = 10.2 кг/см2
1Н = 0.102 кг
1кгс = 9.81 Н
Класс бетона
Класс бетона обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Обозначение В25 означает, что бетон данного класса выдерживает давление 25 МПа. В классах используется прочность с гарантированной обеспеченностью.
Соответствие класса к марке бетона
Ближайшая марка бетона по прочности:
B3,5 46 кг/см2 М50,
B7,5 98 кг/см2 М100,
B10 131 кг/см2 М150,
B15 196 кг/см2 М200,
B20 262 кг/см2 М250,
B25 327 кг/см2 М350,
B30 393 кг/см2 М400,
B35 458 кг/см2 М450,
B40 524 кг/см2 М550,
B45 589 кг/см2 М600,
B50 655 кг/см2 М700,
B60 786кг/см2 М800,
Что бы перейти от класса к марке
Перемножте цифру класса на 13.1
В50 - 50 х 13.1= 655
В30 - 30 х 13.1 = 393
В10 - 10 х 13.1 = 131
Марка не сдается
90% строительных организаций заказывают бетон в марках...
Гостиница Виру
23-этажная гостиница «Виру» в Таллине, 1972, по нашим меркам чудо объект в монолитном железобетоне, построен финнами. Из материалов о строительстве гостиницы, - обратил внимание на полученную при строительстве марку бетона колонн. Оказалось, что самая низкая марка в нескольких колоннах была равна проектной, а в остальных колоннах марка была выше. У нас, как правило, все, наоборот, - в нескольких колоннах марка бетона будет соответствовать проектной, а в остальных она окажется ниже.
Дифференцирование марки бетона
Применение различных марок бетонов для разных конструкций, задача очень сложная. Велика вероятность, что подрядчик может перепутать марки. Даже если такая вероятность составляет 5%, то это очень много, это значит, что в каждой 20-й колонне будет уложен не тот бетон
Пересушивание бетона
Если в жаркую погоду бетон не увлажнять то он быстро потеряет воду необходимую для химических процессов, происходящих в бетоне.
Перегрев бетона
Можно перегреть бетон, дав такую силу тока, что химические процессы не догонят потерю воды.
Лаборатория
Испытания кубиков показали, что в одном из ответственных несущих элементом в марке бетона потерянно 100 пунктов. Не спешите паниковать. Нужно выяснить:
1. Возможно прораб заказал не ту марку
2. Возможно завод отгрузил не ту марку
3. Возможно марка кубика не соответствует марке в колонне и можно марку оточнить непосредственно по колонне
4. Возможно работник технадзора запутался в марке и классе бетона и не может правильно прочесть отчет лаборатории
Морозостойкость
Обозначается буквой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.
Замораживание бетона
При минусовых температурах возможно замораживание бетона. Замерзает естественно не бетон, а вода и останавливается процесс гидратации цемента, но он может продолжиться весной, когда оттает. Естественно, прочность такого бетона может быть существенно ниже, чем при нормальном твердении.
Неожиданности и погода
Вдруг неожиданно ночью мороз ударил или трансформатор полетел в самый неподходящий момент. При этом вспоминается картина Репина «Не ждали».
Замороженные конструкции
Неделю, в плюсовую температуру подрядчик готовил опалубку под бетонирование перекрытия и нескольких колонн. В день приема бетона ударил мороз до -20 градусов. Прогрев не предусматривался. Чтобы не искушать судьбу бетона до весны, где мы бы по факту гарантированно получили бы снижение класса бетонна, замороженные перекрытия разобрали. Нужно отметить, что замороженный на стадии укладки бетон демонтировался легко. Металлическая опалубка колонн (сварня труба), была, как по учебнику, деформированна замерзшим бетоном.
Сушняк
На одном из моих объектов сменилось три подрядчика на бетонних работах. Первый подрядчик громоздил ошибку на ошибку, у прораба с утра был хронический сушняк и ему было не до чертежей. Второй подрядчик, пришедший на смену первому, успел только заморозить десяток колонн, участок перекрытия и был изгнан. Третьего подрядчика мы боялись спугнуть.
Водонепроницаемость
Обозначается буквой «W» и цифрами от 2 до 20 и соответствует максимальному значению давления воды (МПа), выдерживаемому бетонным образцом в условиях стандартного испытания (например, бетон марки W4 при стандартном испытании не должен пропускать воду при давлении 0,4 МПа=4 атм).
Берите W6
Для большинства сооружений из монолитного железобетона достаточно, чтобы его марка по водонепроницаемости была не ниже W6.
Чем старше бетон…
Одной из особенностей бетона является то, что с увеличением его возраста водонепроницаемость бетона повышается.
Усадка бетона
Твердение и высыхание бетона сопровождается усадкой, проявляющейся в уменьшении его объема. Интенсивность и величина усадки зависит от армирования (недостаток армирования приводит к образованию больших трещин при усадке),
Температура твердения
Температура отвердевания бетона — от +5 C до +30 градусов C.
100% прочности
Бетон набирает 100% прочности при оптимальной температуре через 28 суток и 50% через неделю, за сутки 25-30%.
Скорость набора прочности
На скорость набора прочности бетоном влияют: температура, вид цемента, различные ускорители.
Хирурги и бетонники
Вроде бы ничего общего между хирургами и бетонщиками. Но это только на первуй вигляд. А на самом деле и те и другие не могут отойти от операционного стола, не закончив работу, хотя известны случаи, когда в животе у пациента оставляют инструмент или не то отрежут.
У каменщиков, если привезли раствор, то нужно выработать его, даже если рабочий день закончился, то же у бетонщиков, - заказал бетон, укладывай. Тем не менее, часто мы замечаем многолетние окаменелости раствора или бетона на бывшей строительной площадке. Более смышленые бетонщики сбрасывают лишний бетон в яму и маскируют, а похуисты этим не парятся.
Расслоение бетона
Расслоение может возникать и в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси. Длительное вибрирование, вызывая разжижение смеси будет способствовать ее расслоению. Склонность к расслоению увеличивается с повышением расхода воды и водоцементного отношения. Расслоение, вызванное осаждением крупных частиц и выделением воды на верхней поверхности уложенного бетона, часто можно наблюдать визуально.
При транспортировании может произойти некоторое отделение крупного заполнителя от бетонной смеси, что приведет к потере ее однородности.
Критическая прочность
Критическая прочность бетона - грань, по достижении которой, за дальнейшую жизнь бетона можно не волноваться. Высокие марки бетона имеют порог кр. прочности 25-30% от проектной. При нормальных условиях кр. прочность бетона достигается примерно за сутки. Именно поэтому, так важны первые сутки жизни бетона.
Расчетное сопротивление:
бетона М200 на осевое сжатие – 70кг (в старой системе единиц)
железобетона М200 на осевое сжатие – 80кг
бетона М300 на осевое сжатие – 115кг
железобетона М300 на осевое сжатие – 130кг
бетона М200 на растяжение – 10кг
бетона М300 на растяжение – 14.5кг
Прочность бетона при срезе и скалывании
в 1.5-2 раза выше его предела прочности при растяжении.
Спинальники
Привезли бетон перед самым перерывом на обед и сгрузили в бадьи. После часового обеденного ритуала, зацепили краном бадью, и поставили на попа. Поднимать наверх пока не стали, так как верхний слой бетона схватился и не сполз в бадью. Один из участников ритуала полез с ломом, обрушать корж в бадью, но обрушил его на себя, сломав себе спину.
Виды бетонов
Различают бетоны обычные и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
Торкретбетон
Торкрети;рование (лат. tor — «штукатурка» + cret — «уплотнённый») — нанесение на поверхность бетонных или железобетонных конструкций слоя бетона. Раствор (торкрет) наносится под давлением сжатого воздуха, в результате чего частицы цемента плотно взаимодействуют с поверхностью конструкции, заполняя трещины, раковины и мельчайшие поры.
В качестве торкрета используют цементно-песчаный раствор в соотношении 1:2 — 1:6. Заполнитель – острозернистый гравелистый песок не более 8 мм. Марка цемента не ниже 400. Основной инструмент при торкретировании — цемент-пушка.
Плотность бетонов
По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях:
Особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м;) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
Тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м;);
Облегченные (плотность 1800—2200 кг/м;);
Легкий (плотность 500—1800 кг/м;) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый.
Из истории советского бетона
Железобетонные работы велись на стройке круглый год (зимние и летние методы); в зависимости от марки бетона, в строительстве применялись разные инертные: так, например, для марки «110» и «90» был использован кирпичный щебень, полученный от разборки старых охотно рядских купеческих лавок, что в значительной мере сократило стоимость бетонных работ. Для марки же «130» и «150» применялся гравий. Архитектор - А. Щусев, 1935
Пропорции компонентов бетона
Пропорции компонентов бетона при использовании цемента М 400 (цемент, песок, щебень)
Марка Мас. состав, Объем 10 л цем. Кол. Бет. из 10 л цемента (л)
Ц : П : Щ (кг) П : Щ (л)
М100 1 : 4,6 : 7,0 41 : 61 78
М150 1 : 3,5 : 5,7 32 : 50 64
М200 1 : 2,8 : 4,8 25 : 42 54
М250 1 : 2,1 : 3,9 19 : 34 43
М300 1 : 1,9 : 3,7 17 : 32 41
М400 1 : 1,2 : 2,7 11 : 24 31
М450 1 : 1,1 : 2,5 10 : 22 29
Если готовите бетон вручную
Напишите пропорции смеси крупным шрифтом и вывесети ее на месте перемешивания.
Заводские проблемы
По дозировке может бать формально все верно, но цемент просроченный, песок не кондиционный, щебень грязный, надлежащего контроля за дозировкой нет, и не исключены манипуляции с бетоном.
«Изюм» в бетоне
Возможна укладка бутового камня в бетон, если размеры сооружения позволяют, при условии целесообразного распределения таких камей в теле сооружения и применения достаточно пластичного бетона для обеспечения плотного обволакивания таких камей.
Инертные материалы
Должны обладать не меньшей прочностью, чем требуемая прочность бетона.
Два завода
Один завод отпускает бетон, достигающий заявленный класс бетона, а другой отпускает бетон, не достигающий в конструкциях заявленного класса, но зато во втором случае цена ниже. Это как покупать помидоры, - хорошие помидоры дороже, а гнилые дешевле.
Гестаповцы с овчарками
В строительстве владельцы большого количества портретов Бенджамина Франклина думают, что марка бетона будет такой какой ее отпустил завод. На самом деле, если не контролировать процесс при помощи овчарок, то подрядчик будет получать бетон тот который мы имеем, как по прочности, так и по геометрическим параметрам и чистоте поверхности. Из марки 300 мы получим марку 100, изделия не выдерживают нормативных допусков по размеру.
Бетон марки 1000
Не всегда заморский плод удается вырастить в местном суровом климате. Увидали, что за рубежом готовят бетон марки 1000, - и мы будем. Но, для этого нужно немецкое оборудование, немецкие щебень, песок, цемент и вода соответствующих параметров, средства доставки, укладки и контроля на соответствующем уровне и взвод гестаповцев с овчарками.