Изучение производство бетона: технологический процесс, виды, классификация с ImperialStroi
Введение в бетон
Бетон — это искусственный камень, получаемый в результате затвердевания бетонной смеси, который используется в строительстве и архитектуре.
Бетонная смесь — это рационально подобранная смесь, состоящая из крупного, мелкого заполнителя (песок, щебень), цемента, воды и при необходимости химических добавок.
Состав бетона
Цемент: Цемент — это основа бетона. Он является связывающим компонентом, который при смешивании с водой образует пасту. Наиболее распространенным видом является портландцемент.
Вода: Вода участвует в гидратации цемента и необходима для образования прочной структуры бетона. Важно соблюдать правильное соотношение цемента и воды для обеспечения нужной прочности.
Заполнители: Заполнители составляют основную массу бетона. Они бывают двух типов:
- Крупные заполнители: щебень, гравий или крупные камни (обычно от 5 мм до 40 мм)
- Мелкие заполнители: песок, заполняющий пустоты между крупными заполнителями
Добавки: Добавки вводятся в бетон для изменения его характеристик. К распространённым видам добавок относятся:
- Пластификаторы — уменьшают потребность в воде
- Ускорители твердения — сокращают время схватывания
- Замедлители — продлевают срок твердения смеси
- Добавки для повышения морозостойкости и водонепроницаемости
Свойства бетона
Прочность:
Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но непрочен на растяжение. Этот факт делает важным использование арматуры для повышения прочности конструкций.
Морозостойкость:
Способность бетона сохранять свои характеристики при циклическом замораживании и оттаивании.
Водонепроницаемость:
Это свойство зависит от соотношения воды и цемента, а также от типа и количества заполнителей.
Устойчивость к воздействию химических веществ:
Разные виды бетона имеют различную устойчивость к щелочам, кислотам и другим химическим влияниям.
Плотность:
Бетон может иметь различные плотности в зависимости от типа заполнителей. Существуют легкие бетоны, имеющие меньшее количество заполнителей, и тяжелые бетоны, содержащие более плотные заполнители.
Виды бетона
Обычный: Используется в большинстве строительных работ. Обычно составляется из портландцемента, песка, щебня и воды.
Сверхлёгкий: По сравнению с обычным бетоном, использующим песок и гравий или щебень, в сверхлёгком применяются: пенополистирол, керамзит, перлит и вермикулит.
Легкий: Содержит легкие заполнители, такие как перлит или керамзит, и имеет меньший вес. Обычно применяется для теплоизоляции.
Тяжелый: Содержит плотные заполнители, такие как барит или свинцовые руды, и используется в строительстве конструкций, требующих высокой защиты от радиации.
Сверхтяжёлый: Характеризуется высокой плотностью, что достигается за счет использования тяжёлых заполнителей. Основой служит не обычный щебень, а материалы с высокой плотностью: барит, магнетит, чугунная дробь.
Армированный: Используется стальная арматура для повышения прочности на растяжение.
Специальные: Например: самоуплотняющийся бетон, высокопрочный бетон, водонепроницаемый бетон и т.д.
По типу вяжущих материалов
Бетоны классифицируются по вяжущим материалам на несколько основных групп. Эта классификация
важна для понимания характеристик бетона и его применения в разных строительных проектах.
Цементный бетон:
Портландцементный бетон: самый распространенный тип. Бетон на основе портландцемента используется в большинстве строительных конструкций.
Шлакопортландцементный бетон: вяжущее основано на портландцементе и доменном шлаке.
Имеет улучшаемые характеристики.
Сульфато-устойчивый бетон: используется в условиях, где ожидается воздействие сульфатов (например, в водных средах).
Известковый бетон (известковое вяжущее)
На основе извести, используется в особых конструкциях, где не требуется высокая прочность.
Полимербетон:
В качестве вяжущего используется полимер (например, эпоксидный, полиуретановый). Обладает высокой стойкостью к химическим веществам и хорошей водонепроницаемостью.
Классификация бетонов по условиям твердени
Условия, при которых бетонная смесь затвердевает, образуя искусственный камень.
1. Твердение бетона в естественных условиях
2. Твердение бетона при ТВО (тепловлажностной обработки)
ТВО бетона проводится в специальных установках (ямные камеры, касетные установки, щелевые камеры, тоннельные камеры, тоннельные камеры с ИК лучами)
3. Твердение бетона при ТВО и давлении выше атмосферного.
ТВО бетона с давлением выше атмосферного проводится в специальной установке (автоклав)
ТВО ускоряет процесс затвердевания бетона, набор 70% прочности происходит в течение двух суток.
Применение бетона
Фундаменты: Один из основных элементов зданий, несет на себе всю нагрузку сооружения.
Перекрытия: Обеспечивают горизонтальные поверхности между этажами.
Стеновые панели: Используются для создания внешних и внутренних стен зданий.
Мосты и дороги: Бетон активно используется в дорожном строительстве благодаря своей прочности и долговечности.
Скульптура и архитектурные формы: Бетон используется для создания эстетики зданий и сооружений.
Технологический процесс
Смешивание: Процесс, в котором все компоненты тщательно смешиваются до получения однородной массы.
Заливка: Бетон помещается в форму. Важно удалить возможные пузырьки воздуха.
Уплотнение: Используются специальные инструменты (вибраторы), чтобы обеспечить полное исключение воздуха из массы.
Твердение: Бетон требует времени для полного схватывания и достижения проектной прочности.
Процесс также требует поддержания определенной влажности.
Современные технологии:
1. Использование автоматизированных систем для контроля процесса смешивания.
2. Инновационные добавки для улучшения характеристик бетона.
3. Применение новых методов обработки бетона, таких как 3D-печать.
