Как сделать сверхпрочный бетон: Высокопрочный бетон: состав, свойства и характеристики

Высокопрочный бетон: состав, свойства и характеристики

Содержание

• 1 Что собой представляет материал?
• 2 Составляющие компоненты
  • 2.1 Вяжущее материалы
  • 2.2 Песок
  • 2.3 Крупный заполнитель
  • 2.4 Тонкомолотые добавки
• 3 Характерные свойства
• 4 Показательные характеристики жидкого раствора
• 5 Параметры застывших бетонных монолитов
• 6 Производство сверхпрочного композита
• 7 Области применения

На сегодняшний день искусственный стройматериал занимает одно из лидерских мест в строительной отрасли. Современный высокопрочный бетон различных марок несколько отличается от давно привычных нам бетонов. Он обладает гораздо лучшими высокопрочными свойствами, нежели «старые» смеси. Сооружения из высокопрочного бетона выходят крепкими, надежными, способными служить на пользу людям много десятков лет.

Что собой представляет материал?

Высокопрочным бетоном называют тяжелые, мелкозернистые смеси марок М600-М1000, минимальная прочность на сдавливание которых равняется В60 и выше. Применение высокопрочных растворов позволительно для строительства различных уровней сложности. Любой архитектурный проект можно воплотить в реальность при помощи такого стройматериала.

Высокопрочный бетон отлично взаимодействует с крепким армирующим материалом. Их тандем высоко ценится и пользуется широким спросом у мастеров, особенно при возведении железобетонных строений. Наборные железобетонные сооружения возводятся на тяжелых бетонах марок 400-500. Применение стройматериалов больших марок разрешает уменьшить массу строений, сократить диаметр в разрезе, изготовить максимально подходящие по параметрам изделия.

Высокопрочные бетоны, склонные к стремительному застыванию, способны практически в таких же темпах повышать свой уровень крепости. Это позволяет значительно уменьшить время паровой обработки бетонных конструкций при их производстве, а иногда и вовсе отказаться от данной манипуляции.

Низкий уровень деформирования в высокопрочном бетоне при краткосрочных либо довольно продолжительных нагрузках увеличивает твердость конструкционных деталей, способствует уменьшению расползания стройматериала. Высокопрочному бетону свойственна та же интенсивность усадки, что и раствору со средней прочностью.

Составляющие компоненты

От входящих в состав ингредиентов требуется наделить строительную смесь необходимыми свойствами при самых малых расходах сырьевых материалов. Основа состава высокопрочных бетонов состоит из вяжущих веществ, песка, крупных наполнителей.

Вяжущее материалы

Как правило, роль вяжущих компонентов для такого рода бетонов выполняют наиболее активные портландцементы определенной консистенции. Профессионалы советуют использовать вяжущие с густотой 25-26 % и минимальной активностью 500-600. Высокопрочный бетон следует готовить на основе портландцементов с повышенной активностью. Благодаря ускоренным темпам приобретения бетонами прочности нет необходимости в применении разных примесей, убыстряющих застывание раствора.

Песок

Создание высокопрочных строительных смесей не обходится без добавления крупных либо мелких кварцевых полевошпатовых песков. Кристаллики крупных марок песка идут 1,25-5 мм шириной, песчинки мелких сортов – 0,14-0,63 мм. Чтобы строительная смесь лучше ложилась во время стройки, при ее изготовлении мелкого песка добавляют больше, нежели крупного. Но иногда эту пропорцию выравнивают.

Некоторые марки сверхпрочного бетона (вплоть до 800) изготавливаются из чисто крупных либо средних сортов песка. Однако в этом вопросе следует соблюдать рамки, указанные госстандартами.

Крупный заполнитель

Крупным наполнителем в подобных строительных смесях служит щебенка. Крепость на сжатие сего заполнителя при повышенной влажности должна быть минимум в полтора раза больше, нежели у бетонного раствора. Перед использованием щебенку следует отсортировать, очистить от отмучиваемых частиц. Ширина отсортированных песчинок должна варьироваться по фракциям: 5-10, 10-20, 20-40 мм.

Сорт щебня подбирают под нужную ширину бетонного изделия, а также под тип используемой арматуры. Для слабо армированных сооружений с толстыми стенами используют материал с заполнителем, крупность которого составляет до 70 мм. Наполнитель, применяемый при изготовлении высокопрочного состава, должен быть сухим, отвечать всем запросам ГОСТ.

Тонкомолотые добавки

В высокопрочный бетон принято добавлять кремнеземную пыль. Но бетоны, прочность которых составляет C 55/67, C 60/77, могут обойтись без этой силикатной добавки. Кремнеземная пыль появляется при очищении газообразной отработки во время производственных процессов кремния.

Силикатная пыль действует внутри бетонных составов по трем направлениям:

• заполнение свободных пространств между цементными кристаллами, тем самым наделяя бетонное изделие гораздо большей плотностью;
• пуццолановое взаимодействие с гашеной известью, обеспечивающее рост прочности цементного раствора;
• • улучшение взаимной реакции между песком и цементом.

К основным составляющим высокопрочного бетонного раствора могут также добавляться пластификаторы химического происхождения.

Характерные свойства

Современные бетонные смеси с повышенной крепостью обладают массой свойств, положительно сказывающихся на эксплуатации готовой продукции. Мастера отделяют характеристики бетонного раствора от свойств уже готовых монолитов.

Показательные характеристики жидкого раствора

Главными эксплуатационными параметрами бетонной смеси являются:

• плотность от 1,0 до 1,4;
• плывучесть с деформацией конуса от 65 до 70 см;
• содержание всего 1 % кислорода;
• мизерные показатели расслоения;
• минимальные сроки поддержания реологических качеств – 3-4 часа.

То, что растворы могут сохранять свои качества на протяжении некоторого времени, дает им большой плюс. Ведь при перевозке дорога от места производства до строительной площадки может длиться не один час. Большую роль играет консистенция раствора. Она должна быть идеально однородной, иначе есть риск расслоения, и как итог, утеря характерных качеств застывшего стройматериала.

Параметры застывших бетонных монолитов

Среди показательных свойств бетонного камня выделяют:

• прочность на сдавливание, варьирующаяся от 50 до 100 МПа, а также на растягивание во время загибания – минимум 4 МПа;
• уплотненность и пористость;
• износостойкость;
• устойчивость к минусовым температурам минимум F400 и водонепроницаемые способности от W10;
• впитывание влаги максимум 1 %;
• малый процент искривления.

К сожалению, повышенная плотность бетонов такого рода из-за высокого давления при взаимодействии с влагой может привести к образованию микроскопических разрывов в материале. Строительную смесь с повышенной плотностью желательно наделить умеренной пористой структурой, которая исполнит роль смягчителя для лишней энергии и напряжения во время тепловыделения при застывании.

Производство сверхпрочного композита

Во время изготовления подобных материалов главное – добиться нормальной удобоукладываемости композита на протяжении всего строительного процесса. Достичь этой цели возможно при выполнении следующих условий:

• непрерывное наблюдение за уровнем влажности наполнителей;
• соблюдение четких дозировок согласно рецептуре;
• использование для смешивания высокоскоростных смесительных устройств;
• четкая последовательность закладки ингредиентов внутрь смесителя, установление положенного времени смешивания для каждого компонента;
• если бетон покупной, то нужно узнать сроки начала его застывания, сопоставить их со временем, требуемым для перевозки, монтажа стройматериала, и если нужно, домешать в состав веществ, замедляющих твердение;
• соблюдение правильных добавочных пропорций пластификатора на месте строительства.

Заметим, что для сверхпрочных смесей лучше использовать материалы с повышенной активностью, потому как их несложно перекачивать посредством бетонной помпы. От правильности ухода за бетоном зависит его качество. Материалу следует обеспечивать влажную обработку на протяжении трех суток. Это гарантирует устойчивость готового продукта к различным негативным факторам, а также долгий срок службы.

Дабы не наделать промахов во врем изготовления, монтажа и ухода за композитом, специалисты советуют набросать схему действий, контролирующих все вышеперечисленные процессы. Здесь должны присутствовать такие пункты:

• контроль от лица производителя стройматериала: отслеживание характеристик и качества сырья, технических способностей, исправности производственного оборудования; выявление характерных параметров готовой смеси и предполагаемых отклонений;
• контролирование от лица покупателя, использующего бетон;
• меры при несоответствии желаемым требованиям;
• выявление ответственных особ.

Области применения

Высокопрочные композиты используются, как правило, в случаях, где есть нужда в снижении размеров и веса сооружения, а также требуется повышение коэффициента прочности конструкции. К этим случаям относятся:

• постройка многоуровневых конструкций;
• возведение мостов и иных транспортных сооружений;
• строительство складов для хранения радиоактивного утильсырья;
• заливка полов внутри масштабных промышленных сооружений;
• постройка иных особых объектов.

Высокопрочный бетон (сверхпрочный, высокой прочности)

Время на чтение:
4 минуты

1087

Физические и механические возможности бетона высокой прочности недостижимы для традиционных материалов прошлого. Его использование позволяет создавать долговечные устойчивые конструкции при относительно небольшом весе.

Содержание

• 1 Бетон высокой прочности
• 2 Европейская классификация бетона
• 3 Состав

Бетон высокой прочности

Растущие потребности строительства заставили модифицировать бетонные смеси.

Высокопрочный бетон с пределом прочности при сжатии В60 обладает:

• повышенной надежностью;
• возросшим размахом бетонных конструкций любой формы;
• повышенной износостойкостью;
• увеличенной грузоподъемностью;
• устойчивостью к агрессивной среде;
• долговечностью;
• морозостойкостью.

Прочность на растяжение материала составляет 10% от прочности на сжатие. К преимуществам инновационного материала можно отнести и снижение на 30% его расхода по сравнению с существовавшим ранее. Использование цемента при этом уменьшилось до 450-600 кг/м³. Большинство высокопрочных бетонов являются водонепроницаемыми.

Сверхпрочный бетон (марка C 100/115 по европейским стандартам) не только выдерживает различные механические нагрузки. В его составе — высокотехнологичная смесь, позволяющая создавать конструкции любой геометрии.

Легкость укладки способствует уменьшению численности рабочих на стройке. Суперпрочный материал способен самоуплотняться, что в ходе строительства делает ненужными вибраторы.

Нормативно такая бетонная смесь не регламентирована. Однако в условиях лаборатории под воздействием тепла и давления достигнуто значение прочности на сжатие до 800 Н/мм (единица измерения момента силы).

Европейская классификация бетона

Европейский бетонный стандарт EN-206-1:2000 вводился с переходными периодами в зависимости от конкретики стран.

Сегодня применяется стандарт PN-EN-206+A1:2016-12. Классы прочности маркируются буквой С и цифрами: от C 8/10 до C 100/115.

Первое число указывает на характерную прочность материала на сжатие, выявленную на цилиндрах (например, в Великобритании, Франции). Второе — демонстрирует механопрочность, полученную с помощью кубических образцов (Польша, Германия).

Классификация строилась на основе сложившегося в странах Европы определения прочности материала на сжатие. В связи с тем, что PN-EN-206+A1:2016-12 — стандарт европейский, оба значения появляются в обозначении класса прочности.

Высокопрочный класс определяется как плотные бетоны с характерной прочностью выше C55. В Европе разработаны нормы для материалов класса прочности до C100.

Бетоны с легким заполнителем можно изготавливать как высокопрочные. Европейские нормы отводят им классы прочности от LC55 до LC80.

Европейский стандарт учитывает также степень воздействия, как связанного, так и не связанного с нагрузкой.

Классификация воздействий учитывает конкретику условий использования бетона, мер защиты, покрытий для металла и арматуры:

• X0

  — нет риска коррозии и химической агрессии;

• XC1-4

  — коррозия, вызванная карбонизацией;

• XD1-4

  — коррозия из-за хлоридов;

• XS1-3

  — коррозия, вызванная хлоридами морской воды;

• XF1-4

  — агрессивный эффект замораживания/оттаивания;

• XA1-3

  — химическое воздействие;

• XM1-3

  — агрессия от истирания.

Стандарт регламентирует нормы для тяжелого, сверхтяжелого и легкого стройматериала, произведенного без воздухововлекающих и газообразующих заполнителей. Не учтены в классификации крупнопористый и жаростойкий материал и бетонная смесь плотностью менее 800 кг/м³.

Обязательность норм коснулась добавок, методов испытаний, производственного контроля и т.п. Таких направлений, связанных с бетоном, в классификации десятки.

Состав

Возрастающие требования строительной отрасли обусловили проведение модификации бетона. Основа процесса — оптимизация состава цементного теста, повышающая прочность материала.

Высокопрочные бетоны производят, используя:

1. Вяжущие компоненты

   . Это пластифицированный, гидрофобный или простой портландцемент. При создании основы важны: густота цементной массы (25-26%) и активность (не ниже 500-600). Высокоактивные портландцементы ускоряют нарастание твердости и сокращают потребность в средствах для схватывания материала.

2. Сопутствующие заполнители

   . Это грубые или мелкие фракции магматических пород и искусственных примесей:
   • стандартизированная добавка — микрокремнезем — побочный продукт производства кремния и ферросилиция;
   • пуццолановые премиксы: вулканический пепел, пемза, туф;
   • фракции клинкера, керамзита, шамота, шлака (с содержанием оксида кальция менее 40%).

3. Водный компонент

   . Допустимо применение водопроводной воды и из природных водоемов при pH не ниже 4. Запрещено использовать:
   • воду с большой концентрацией хлорида натрия, а также других солей натрия, кальция и магния;
   • болотные, канализационные, сточные бытовые и промышленные воды.

Микрогранулы примесей в сотни раз меньше цементных. Они меняют свойства материала, заполняя пространство между его частицами, усиливают сцепление и увеличивают прочность бетона. Размер гранул в конкретике применения должен соответствовать ГОСТ. Инертный сыпучий агрегат составляет около 80% веса бетона и 70-75% его объема.

Кроме основных компонентов для создания высокопрочных бетонов применяются водные примеси (пластификация), разжижающие добавки, примеси для аэрации и ускорения затвердения.

Опасности заливки бетона своими руками и когда обращаться к специалисту

07.12.2020 77 комментариев   Вот что вам нужно знать, прежде чем начать свой собственный бетонный проект своими руками, и когда следует вызывать профессионала. Если вы планируете уложить новую бетонную подъездную дорожку, патио или другие поверхности, вам следует заранее провести тщательное исследование. При самостоятельной заливке бетона вы, к сожалению, можете столкнуться с практическими и эстетическими проблемами, а зачастую и с проблемами безопасности. Самостоятельная заливка бетона: что может пойти не так Для правильной заливки бетона своими руками требуются знания, навыки и тщательное планирование, а также правильные материалы, инструменты и оборудование. Это намного сложнее, чем разбрасывать гравий, укладывать брусчатку или даже заливать асфальт. Многие способны залить свой собственный бетон, и это возможно при правильном исследовании и приверженности делу. Вот некоторые распространенные ошибки при изготовлении бетона своими руками, которых следует избегать, и обдумать их, прежде чем приступать к заливке собственного бетона: 1. Неправильная подготовка Чтобы добиться долговечной бетонной поверхности и избежать трещин, важно установить прочное основание. Это включает в себя использование виброплиты, чтобы убедиться, что почва плотно утрамбована, тщательное выравнивание поверхности, а также строительство, установку и выравнивание форм (бордюров). Чтобы подготовить площадку для заливки бетона, недостаточно раскопать участок лопатой и расчистить растения от мусора. Если ваш бетон лежит на рыхлой почве, он быстро начнет трескаться, крошиться и разрушаться по мере оседания почвы. 2 Неправильные инструменты  Использование неправильных инструментов может привести к неровной поверхности и появлению неровностей, отверстий и трещин. При работе с бетоном необходимы прочные инструменты для тяжелых условий эксплуатации. Заливка бетона зависит от времени, очень важно, чтобы у вас было все необходимое, прежде чем вы начнете смешивать бетон. Некоторые инструменты, которые вам понадобятся: Бетономешалка (наиболее эффективны электрические миксеры) Лопатка или лопатка для выравнивания мокрой поверхности Магниевая терка для сглаживания неровностей Большая тачка для перевозки бетона Мощная нарезка бетона для установки контрольных швов Щетка или щетка для создания достаточной текстуры, чтобы избежать скользкой отделки 3. Неправильное количество Вода Использование правильного количества воды очень важно при смешивании бетона. Это одна из самых распространенных ошибок, которую делают домовладельцы из бетона своими руками, не используя правильное количество воды. Вам нужно, чтобы бетон не был жидким или комковатым, а был гладким и податливым. Этот шаг очень важен для сохранения внешнего вида и долговечности вашего бетона. Когда следует обратиться к специалисту Лучший способ убедиться, что вы получите высококачественный, прочный и эстетически привлекательный бетон, — это работать с командой знающих, опытных профессионалов, которые живут в вашем районе и знают ваш климат. Вы, скорее всего, захотите позвонить специалисту по бетону, если: Вы не уверены в том, что хотите или в чем нуждаетесь Вы имеете в виду определенный (или индивидуальный) дизайн, цвет или текстуру Вы имеете дело с склон или неровная поверхность У вас нет нужных инструментов Если по какой-либо причине вам неудобно делать это самостоятельно, обратитесь к профессионалу! Вы ищете профессиональную бетонную компанию, которой можно доверять? Есть вопросы по вашему проекту? A-Concrete — ваш лучший подрядчик по бетону для коммерческих и жилых помещений Если вы хотите заменить старую, потрескавшуюся бетонную подъездную дорожку, установить новую террасу у бассейна или спроектировать уникальное индивидуальное крыльцо со встроенным освещением, мы предоставим вам красивый, функциональный результат, который сохранится на долгие годы. Позвоните нам сегодня по телефону 970-667-6905 или свяжитесь с нами онлайн, чтобы получить бесплатную оценку. Мы обслуживаем район Северного Колорадо для всех коммерческих и жилых бетонных проектов! Мы справимся с бетонным проектом любого размера. 77 комментариев

Технические характеристики бетона для легких и тяжелых конструкций…

Опубликовано 28 июня 2018 г.

Непревзойденное качество, прочность и долговечность бетона делают его отличным выбором для строительства парковок.

В течение впечатляющего срока службы бетонная парковка требует лишь минимального обслуживания, такого как периодическая герметизация швов и очистка. Экономия на техническом обслуживании накапливается из года в год.

Бетон против асфальта

Девелоперы и собственники бизнеса давно спорят о том, асфальтировать или бетонировать парковки. Более новый стандарт ACI 330 снижает стоимость материалов, связанных с бетонными партиями. Другими важными факторами являются отражательная способность бетона и долговременная целостность поверхности.

Отражательная способность и освещение

Светлый бетон отражает больше света, чем темный асфальт. Это качество снижает стоимость светильников и год за годом обеспечивает экономию электроэнергии.

В ходе исследования, проведенного в 2011 году, Walmart, Министерство энергетики (DOE) и Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория совместно определили преимущества светодиодного освещения, используемого в сочетании с бетонным покрытием в магазине Walmart в Ливенворте, штат Канзас.

Компания Walmart провела выходные интервью в своем магазине в Ливенворте и в другом магазине в Пеории, штат Иллинойс. На участке в Ливенворте бетон сочетался со светодиодным освещением мощностью 211 и 164 Вт, а на участке в Пеории — асфальт и металлогалогенное освещение мощностью 1000 Вт. Меньшая светоотдача светодиодов компенсировалась более высокой отражательной способностью бетона. Следовательно, участники опроса выразили удовлетворение освещением бетонного участка.

Конфигурация светодиод+бетон потребляла менее половины энергии, необходимой для конфигурации металлогалогенид+асфальт.

Эффект теплового острова

Эффект теплового острова затрагивает всех, кто пользуется асфальтированными парковками. Тепло, излучаемое площадкой в ​​жаркие летние дни, может отрицательно сказаться на удовлетворенности потребителей и сотрудников.

Асфальт поглощает солнечное УФ-излучение до такой степени, что температура поверхности летом может достигать 140 градусов по Фаренгейту. В этот момент поверхность иногда становится мягкой и маслянистой, а остатки могут скапливаться на подошвах обуви.

Целостность поверхности

Ухудшение состояния происходит в результате воздействия ультрафиолетового света и влаги, разрушающих молекулярные цепи на поверхности асфальта. Постепенная деградация поверхности часто приводит к образованию трещин, которые расширяются во время циклов замораживания-оттаивания. Растворение асфальта может в конечном итоге привести к образованию выбоин.

Асфальт требует периодического нанесения герметизирующего покрытия и восстановления поверхности, что увеличивает затраты в течение жизненного цикла и может привести к дополнительным перерывам в работе.

Растворимость

Бетон не растворяется, а асфальт нет. Поскольку длительное воздействие воды может привести к преждевременному износу асфальтовых парковок, необходим надлежащий дренаж.

Технические характеристики бетона для бетонных парковок

Новые критерии проектирования существенно снижают затраты, связанные с бетонными парковками. В частности, ACI 330 пересматривает критерии проекта, чтобы снизить требования к основанию. Он признает, что парковки отличаются от улиц и шоссе.

Подготовка площадки

Поскольку асфальт изгибается, важно учитывать толщину и состав материалов основания. Основания должны быть достаточно прочными, чтобы поддерживать асфальтированную парковку, и при этом оставаться достаточно гибкими, чтобы выдерживать экстремальные температуры, характерные для Пенсильвании.

Любая неровность материала основания может проявляться в виде трещин или проседаний по мере расширения и сжатия асфальта.

Выбор материала и толщина

Превосходная прочность бетона позволяет снизить потребность в материалах по сравнению с асфальтом. Например, для стандартной партии требуется 3-дюймовый слой асфальта, нанесенный на 10-дюймовое основание. Сравните это с 5-дюймовым слоем бетона, просто заливаемым поверх уплотненной земли в соответствии с ACI 330. Для тяжелых партий новый стандарт указывает четыре дюйма асфальта на 12 дюймов основания по сравнению с 6,5 дюймами бетона, нанесенного непосредственно на уплотненное земляное основание. .

Используя традиционные методологии проектирования, стандартные бетонные партии требовали 7-дюймового бетона на 6-дюймовое основание. Более новый стандарт определяет 5-дюймовый бетон без подстилающего слоя. Участки для тяжелых условий эксплуатации, которые когда-то проектировались с 8-дюймовым бетоном на 6-дюймовом основании, теперь требуют 6-дюймового бетона на 4-дюймовом основании.

Указания по соединению

Бетонная плита на парковках со временем становится тверже. Трещины неизбежны, но их можно контролировать с помощью швов. Надлежащее соединение требует, чтобы любое ограничение было идентифицировано и локализовано, поэтому место растрескивания можно предвидеть с определенной степенью точности.

Расположение швов не должно быть оставлено на усмотрение подрядчика по бетону. Вместо этого он должен рассчитываться квалифицированным персоналом. Расстояние между швами зависит от толщины бетонной плиты. Например, контрольные швы должны располагаться на расстоянии 15 футов друг от друга на 8-дюймовой плите и только на расстоянии 10-12 футов на 5-дюймовой плите.

Бесплатная программа помощи дизайнерам

Вы можете бесплатно преобразовать свой дизайн асфальтированной парковки в бетонный дизайн. Программа помощи в проектировании — это совместная работа PACA и инженеров по дорожному покрытию из Национальной ассоциации товарного бетона (NRMCA). Эксперты работают с вами, чтобы преобразовать спецификации вашей асфальтовой парковки в бетон. Единственным требованием является использование поставщика PACA в качестве источника бетона.

Любая парковка площадью 10 000 квадратных футов или более соответствует требованиям. Проходы, дорожки кампуса и даже внутренние дворики, отвечающие требованиям размера, также соответствуют требованиям.

В бесплатную услугу входит:

• Чертеж САПР, включающий детали конструкции, такие как бордюры, желоба, водостоки и утолщенные кромки. Он также включает важные детали, такие как план соединения.
• Сопроводительное письмо с подробным описанием рекомендуемой толщины бетона, отражающей принятые инженерные методы для ожидаемых нагрузок. При необходимости включены ссылки на программное обеспечение NRMCA Concrete Pavement Analyst и ACI 330R, «Руководство по проектированию и строительству бетонных парковок».
• Перечень основных материалов
• Возможные баллы LEED
• Определения грунтового основания и дренажа для бетонных покрытий, с или без удержания
• Гидрологическая иллюстрация включена для проектов водопроницаемого бетона
• Потенциальные источники спецификаций, относящихся к проекту парковки