Бетон – самый популярный материал для строительства. Он используется и для возведения небольших хозяйственных построек, и для многоквартирных жилых домов. При этом, бетон используется не только для создания основы конструкции, но и в дизайне помещений. Одним из самых знаменитых основоположников нестандартного использования бетона является Тадао Андо – здания и помещения японского мастера отличаются геометрией и простотой.
У бетона сотни возможных вариантов применения. И даже для, казалось бы, одинаковой задачи, может использоваться разный бетон. Рассмотрим, какой бетон нужен для стен.
Бетон для строительства стен
Самой важной характеристикой бетона является его марка. Чем выше значение – тем крепче бетон. Конечно, ничего не случится, если взять материал более высокой марки, чем это необходимо. Однако это экономически нерационально, так как строительного материала нужно много, даже при строительстве небольшого частного дома. В итоге смета строительства существенно увеличится без объективных на то причин.
Технология возведения зданий из сборно-монолитного железобетона — Technology construction buildings
Марка бетона, как для фундамента, так и для стен, выбирается специалистами, исходя из многих факторов. Важен не только тип строения, его размеры, этажность, назначение и вес, но и тип участка, климат, почвы. Поэтому даже при одинаковых строительных проектах, выбор материала может быть разным.
Все же чаще все, при частном малоэтажном строительстве, предпочтение отдается бетону марки М200, если речь идет о внутренних, не несущих стенах. Если стена является опорой для какого-либо элемента конструкции, то лучше выбрать М250. Внешние и несущие стены строятся из бетона марки не ниже М350. В некоторых случаях может использоваться и М300, например, если это небольшой одноэтажный частный дом на участке с крепкой почвой, как скалистая.
Бетон для декорирования стен
Бетон используется и для создания неповторимого интерьера. Для кого-то это неприемлемо: некоторым кажется, что помещение выглядит незаконченным, но другим такой дизайн придется по вкусу. Лофт, модернизм и индустриальный стиль невозможно представить без бетона. Но, как и в строительстве, в декоре некачественный бетон может лишь испортить всю работу.
Иногда интерьер сделан из чистого неокрашенного бетона – тоже же, из которого сделаны стены. По сути стены почти не обрабатываются. И это одна из самых сложных техник. Работать с бетоном нужно аккуратно и внимательно, дизайн разрабатывается еще до начала строительства, а уже при проектировании продумывается, как опалубка всех частей дома будет следовать схеме. Все потому что в случае использования чистого бетона в интерьере его нельзя штробить, и еще до отливки потолка нужно обозначить места всех светильников.
Также в декоре помещений используется минеральная штукатурка. Она создает эффект бетонной стены, и наносится уже после основной части строительства. Применяется и известковая штукатурка, но, для мокрых зон, как ванная и душевая, предпочтительно использование шпательная масса. Она может быть разной фактуры и цвета, а потому с ней легко работать при создании интерьера.
Использование бетона в дизайне стало таким популярным, что существуют уже даже рулонный бетон. Он похож на обои со слоем минеральной каменной муки.
Источник: gorizontbeton.ru
Важность выбора правильной марки бетона при устройстве фундамента частного дома.
Марка бетона для фундамента частного дома подбирается исходя из индивидуальных условий строительства: нагрузка на сооружение, тип грунта, уровень расположения грунтовых вод.
Выбор марки бетона при строительстве зданий и сооружений различного типа
Введение
Бетонная смесь является одним из основных материалов, используемых в строительном деле. Фундамент – основа любого здания, несущая на себе нагрузку от каркаса, кровли, инженерных сетей, выполнен именно из этого компонента и правильно подобранная марка бетона для фундамента частного дома – залог максимально долгой эксплуатации.
Классификация, которая приведена в СНиПах, ГОСТах и прочей строительной литературе, делит этот материал на различные марки. И одной из задач, которая стоит перед каждым проектировщиком на первоначальном этапе строительства, определить, какой марки нужен бетон для фундамента того или иного здания и сооружения.
Классификация
Бетон – композитный материал, содержащий в своей структуре несколько основных компонентов – песок, воду, заполнитель (щебень, гравий) и цемент. Именно качество цемента и его процентное соотношение к остальным комплектующим определяет марку.
В некоторых учебниках по строительному делу бетон подразделяют на классы. Для того чтобы понять связь между маркой и классом, приведем определения этих двух терминов и покажем таблицу зависимости.
Цифровое значение марки показывает предельное вертикальное давление, которое способен выдержать опытный образец (размер:15*15*15 см) после набора максимальной прочности. Значение усилия в этом случае выражается в кг/см2.
Аналогичное определение имеет и класс бетона с той лишь разницей, что сила, действующая на опытный образец, выражается в данном случае в Мпа.
Класс бетона по прочности
Ближайшая марка бетона по прочности
После знакомства с обоими терминами можно легко сделать вывод – основное свойство бетонной смеси – ее прочность. Чем выше цифровой показатель марки, тем больше значение этой характеристики. При расчете фундамента и определении маркировки необходимо основную ставку сделать на величину нагрузки, которая будет воздействовать на опору здания в течение всего периода эксплуатации. В процессе вычисления желательно полученное значение умножить на коэффициент запаса, равный 1,1-1,2. Это поможет учесть непредвиденные нагрузки, как, например, избыточное давление от снега.
Несмотря на важность характеристики, значение нагрузки – не единственный показатель в выборе маркировки. При ответе на вопрос – какую марку бетона использовать для фундамента, необходимо учесть тип грунта, глубину промерзания и уровень расположения подземных вод. Подробное рассмотрение каждой из основных марок, применяющихся в строительстве, поможет внести ясность в этот технический вопрос. Ведь та марка бетона, которая подойдет для строительства фундамента бани, будет не лучшим решением для возведения более нагруженных конструкций.
М150. Бетон этой марки нужен в качестве строительства фундамента для гаража. Допустимо также применение этого материала при сооружении более ответственных конструкций (небольшого одноэтажного строения), но в этом случае бетонная опора должна иметь прочное основание в виде скалистого грунта. Контакт с грунтовыми водами значительно снижает срок эксплуатации фундамента из М150. В этом случае перед строительством необходимо либо повысить марку, либо провести работы по устройству гидроизоляции.
Боязнь влаги обусловлена невысоким значением плотности, которым характеризуются подобные марки. Вода, попадая в тело бетонного основания, разрушает его структуру, снижая способность воспринимать проектные нагрузки.
Показатель плотности бетонной смеси можно повысить, не прибегая к увеличению количества цемента. Для этого материал, сразу после укладки в опалубку, необходимо обработать вибратором. Колебания приводят к уменьшению воздушных пор в теле еще жидкого вещества и тем самым приводят к росту плотности.
М200. Основание с такой маркировкой будет служить надежной опорой для одноэтажного здания. Процентное соотношение цемента в этом случае имеет достаточное значение для приемлемых показателей прочности фундамента в целом. Но, в этом случае, также приходится учитывать тип грунта и уровень подземных вод, который не должен подниматься выше отметки промерзания.
М250. Данная марка бетона послужит идеальным решением для производства фундамента двухэтажного дома. Грунт в этом случае не должен иметь пучинистую структуру. Подходящие виды – песчаный и скалистый. Повышенная плотность допускает присутствие грунтовых вод на одном уровне с бетонным основанием, но, все же, в качестве дополнительной меры, не лишним будет произвести устройство гидроизоляции.
М350. Как и предыдущий подвид, допустима при строительстве домов высотой до пяти этажей с той лишь разницей, что грунтовое основание в случае применения этой марки бетона может быть неустойчивым. Высокий показатель прочности М350 компенсирует недостаток слабого основания и позволяет не влиять на продолжительность эксплуатации здания.
Самостоятельное приготовление бетонной смеси
В начале статьи было сказано, что марка зависит от состава бетона. Действительно – увеличение процентного соотношения цемента к остальным компонентам позволяет повысить значение прочности.
К примеру, для того, чтобы получит М150, имея 20 кг цемента, нужно добавить 60 кг песка и 100 кг щебня. Вода добавляется по усмотрению, в зависимости от того, субстанцию какой пластичности необходимо получить. Иными словами, соотношение составляет 1:3:5.
Существует негласное правило – показатель маркировки бетонной смеси получается в 1,5 раза меньшим, чем та же характеристика используемого вяжущего (цемент). То есть, при использовании цемента со значением прочности 500, мы получаем материал под маркой М300-М350.
Источник: stroynedvizhka.ru
Товарный бетон – преимущества, виды, состав и использование
Бетон – уникальный строительный материал, который, благодаря разнообразию своих свойств, позволяет воплощать в реальность даже самые смелые архитектурные решения. Из бетона и железобетона получаются самые прочные и долговечные конструкции.
С каждым годом возможности использования бетона всё более расширяются. На сегодняшний день бетон является самым незаменимым материалом в строительстве.
Характеристики
Бетон имеет следующие характеристики, которые включают такие понятия как:
• Прочность. • Марка. Необходимая марка указывается в проекте на стройку. Заказчики перед утверждением проекта обязательно согласовывают подходящую марку. Бетон, маркируемый большой буквой М, обозначает предел прочности материала. Класс определяют большой буквой В; • Морозостойкость.
Имеет буквенное обозначение F; • Подвижность или удобоукладываемость П. Доставляют такой вид бетона с помощью самосвала; • Водонепроницаемость W. Способность держать влагу обеспечивает прочность при оттаивании или замерзании. Недостаток водонепроницаемого раствора — его высокая цена.
Широкие возможности применения бетона
Бетон может использоваться в качестве основного строительного материала (возведение фундамента, стен, перекрытий и других конструкций), как закрепляющий
материал (для сцепления строительных элементов), как заполняющий материал, изоляционный и отделочный.
Использование бетона в строительстве зданий гражданского и промышленного назначения позволяет создавать свободные планировки помещений с большими пролётами, благодаря переходу к неразрезным системам организации пространства.
Бетон можно использовать в процессе строительства, как в сборных конструкциях различного назначения, так и в монолитных.
Основные свойства бетона в процессе производства легко регулируются и могут соответствовать любым условиям эксплуатации. Это достигается с помощью различных добавок и применения соответствующих технологий.
Разновидность
Бетон из цемента. В основном применяется на строительных площадках и подразделяется на:
• декоративные, с использованием разноцветного песка; • специализированные; • специальные.
Раствор из гипса применяют для несложных конструкций внутри зданий. Это могут быть межкомнатные перегородки, подвесные потолки и другие легкие конструкции. Материал на основе щелочи и шлака не популярен в использовании из-за своего «молодого возраста».
Работа с бетоном специального назначения актуальна в изделиях с различной спецификой. Также применяются полимерцементные и силикатные.
Марки бетона и их использование
Материал классифицируется на классы, каждый из которых обладает специфическими характеристиками, что и определяет сферу использования:
- М-100 и М-100 150 нужны при строительстве несущих конструкций, обустройстве тротуаров и дорожек, стоянок, отмосток;
- М-200 распространен в сфере производства плит перекрытий и прокладки дорог, где предполагаются малые нагрузки;
- М-250 подходит для строительства гаражей и хозяйственных помещений, бань и других небольших строений;
- М-300 встречается при отливке лестничных площадок прокладке тротуаров и дорог, предполагающих высокие нагрузки, производства труб, перекрытий, монтажа ленточных фундаментов;
- М-350 задействуется при оснащении магистралей, скоростных дорог, сооружении заборов, стен, обустройстве монолитных оснований;
- М-400 подходит для организации фундаментов различных видов. Также его применяют при производстве свай, возведение промышленных и складских помещений;
- М-450 и М-500 самые прочные марки, могут использоваться во всех сферах. Эти материалы отличаются превосходной прочностью, надежностью и долговечностью. Они выдерживают различные нагрузки и экстремальные условия.
Преимущества и недостатки
К преимуществам относят:
• небольшие затраты на сооружения из бетона за счет местного наличия материалов, входящих в его состав; • работа с сырьем может быть как автоматической, так и механической; • возможна конструкция различной формы; • стойкий и обладает долговечностью.
• быстрое и прочное сцепление; • возникновение трещин; • удельный вес; • отсутствие морозостойкости недавно положенного раствора.
Последний недостаток значительно усложняет работу, так как при низких температурах схватывание раствора меньше в среднем в три раза. Если же показатели на градуснике упали до 0, раствор вовсе не застынет. При повышении температуры происходит оттаивание и процесс твердения продолжается. Однако перепады градусов не протекают бесследно и отрицательно сказываются на прочности материала.
Чтобы в дальнейшем защитить бетон, нужно изначально использовать только проверенные материалы.
Другие
Железобетон один из самых популярных современных строительных материалов. Почему железобетон стал популярным среди строителей? А все дело в оптимальном сочетании цены и качества. Цены доступны, несмотря на высокое качество.
Бетон превосходно сопротивляется сжатию, но при растяжении в 12-15 раз прочность бетона уменьшается, а сталь имеет очень высокую прочность и отлично сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Основная специфика железобетона состоит в том, что при сочетании двух металлов они работают вместе вплоть до разрушения. Бетон защищает арматуру от воздействия негативных климатических условий.
В современном строительстве выделяют такие виды железобетонных изделий:
1. Монолитные ЖБИ. Особенность такого вида изделия состоит в том, что конструкция необходимой формы заливается бетоном непосредственно на стройке. 2. Сборные ЖБИ — такие изделия применяются в строительстве в готовом виде. Данный вид железобетонных конструкций изготавливается в промышленных условиях. 3. Сборно-монолитные ЖБИ (соединение элементов двух первых видов).
Данные виды железобетона изготавливаются в зависимости от цели строительства, особенностей объекта и условий строительства.
Во время капитального строительства железобетон является основным материалом, и он пользуется значительным спросом. Поэтому мы постоянно сталкиваемся с изделиями из железобетона: лестничные площадки в многоэтажных домах, мосты, различные перекрытия в домах. Во время строительства дорог используются тоже железобетонные конструкции: бордюры, специальные тротуарные плитки, разнообразные плиты, к примеру, для взлетной линии аэродрома. Во время жилищного строительства используют кольца, трубы, панели.
Возведение стен из железобетона – это легкий и дешевый способ постройки зданий. И при возведении коммерческих зданий чаще всего используют данный строительный материал, потому что это быстрый вид строительства.
Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть свои преимущества и недостатки.
Преимущества железобетона: 1. Изделия из железобетона долговечны. 2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям. 3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью. 4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы. 5. Высокая сейсмостойкость.
6. Низкая себестоимость.
Недостатки железобетона: 1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес. 2. Высокая тепло- и звукопроводность. 3. Трудно что-то изменить или укрепить. 4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом. 5. Появление трещин на бетоне.
6. Повышенные затраты во время транспортировки.
Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки. Плюсы просто перекрывают все минусы данного материала.
Во время изготовления железобетона используют бетон различной марки. Он бывает легким, тяжелым, специальным и ячеистым. Все эти компоненты придают железобетонным изделиям различные свойства. При возведении зданий из железобетона, обязательно следует учитывать текучесть грунта или продумать плавающий фундамент, либо не использовать такие конструкции.
Добавки для бетона
Чтобы улучшить качество бетона без существенного увеличения себестоимости его производства, производители используют различные добавки и примеси. Все эти добавки принято разделять на несколько больших групп:
- пластификаторы;
- модификаторы;
- ускорители набора прочности;
- добавки для подвижности;
- самоуплотняющиеся добавки;
- морозостойкие добавки;
- комплексные добавки.
Пластификаторы используются для улучшения подвижности изготавливаемой смеси. Улучшенная подвижность позволяет вяжущему веществу плотно и надежно охватывать каждый кусочек наполнителя.
При застывании искусственного камня они делают его прочнее, одновременно уменьшая расход вяжущего вещества. Также применение пластификаторов позволяет увеличить плотность и улучшить водонепроницаемость смеси.
Модификаторы улучшают производственные характеристики, позволяя получать высокопрочную бетонную смесь при использовании цемента низших марок. Ускорители набора прочности позволяют существенно ускорить эту важную техническую характеристику искусственного камня, сократив время набора до 3-4 дней.
Морозостойкая добавка для бетона
Добавки для сохранения подвижности смеси увеличивают время схватывания и используются при необходимости перевозки бетонной смеси на дальние расстояния в летнее время. Самоуплотняющиеся добавки используются при изготовлении тонкостенных и армированных блоков или других конструкций, где использование для уплотнения бетонной массы традиционных виброинструментов затруднено или невозможно. Морозостойкие добавки позволяют существенно повысить морозостойкость бетона.
Достоинства
Преимущества, присущие монолитному железобетону:
огнестойкость;нет необходимости в применении вспомогательной техники, кранов;возможность самостоятельного изготовления;имеет идентичную технологию производства для различного цикла;не требует большого количества рабочей силы;способность противостоять коррозии и окислению;высокая сопротивляемость нагрузкам;быстрота возведения строительства;сейсмическая устойчивость зданий и сооружений;обладает продолжительным сроком службы;не требует большого количества в строительной технике;по истечении многих лет увеличивает свои прочностные характеристики;имеет относительно невысокую стоимость строительства;еще одно преимущество конструкции – это возможность применения различных форм строительных элементов. Вернуться к оглавлению
Устойчивость к механическим нагрузкам
За счет малого количества стыковочных швов в монолитном строении, образуется достаточная устойчивость к механическим нагрузкам. Применение монолитного железобетона увеличивает прочность стен и оснований конструкции путем сочетания раствора из цемента, песка, воды и внутренней армировки.
Вернуться к оглавлению
Сопротивление окислению
Монолитная железобетонная конструкция имеет продолжительный срок службы за счет бетонного защитного слоя, который покрывает армирующую сетку. Также долговечность бетона с железной арматурой обеспечивается путем химического воздействия цементного раствора. Процесс химического воздействия обусловлен гидролитически отделяющей извести в момент твердения бетонного раствора, что дает сильную щелочную реакцию. Получившаяся щелочная реакция способна предохранить сталь от окисления.
Вернуться к оглавлению
Не поддается коррозии
Коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металла под воздействием физико-химических или химических взаимодействий с внешней средой. Коррозия бетона с железной арматурой происходит из-за разрушения застывшего цемента и влечет за собой снижение прочностных характеристик. Ржавчина металла сопровождается понижением водопроницаемости и ухудшением сцепления бетона с арматурной сеткой.
Стойкость к образованию коррозии на сооружениях и железобетонных элементах обеспечивается за счет применения специального вида цемента. Предотвратить появление коррозии возможно путем обработки бетонного покрытия специальными жидкостями или покрытием гидроизоляционным материалом.
Сейчас читают: Виды монтажных пистолетов по бетону
Вернуться к оглавлению
Самоуплотняемость
За счет специального химического состава железобетон под воздействием влаги не только сохраняет свои прочностные характеристики, но и преувеличивает их. Технические характеристики позволяют железобетону самоуплотняться с течением времени.
Вернуться к оглавлению
Расчет состава и замес
При составлении расчетов будущей смеси необходимо придерживаться рекомендуемых значений и требований, поскольку они определяют прочность и надежность сооружения. Специалисты предлагают готовые пропорции, позволяющие грамотно рассчитать соотношение всех компонентов:
| Марка бетона | Кол-во бетона из 10 л цемента (л) | Состав объема из расчета на 10 л (П/Щ) | Общий массовый состав (Ц/П/Щ) (кг) |
| 450 | 29 | 10/22 | 1/1, 1/2,5 |
| 400 | 31 | 11/24 | 1/1,2/2,7 |
| 300 | 41 | 17/32 | 1/1,9/3,7 |
| 350 | 43 | 19/34 | ½,1/3,9 |
| 200 | 54 | 25/42 | ½,8/4,8 |
| 150 | 64 | 32/50 | 1/3,5/5,7 |
| 100 | 78 | 41/60 | ¼,6/7 |
При выполнении замеса своими руками необходимо руководствоваться следующей инструкцией:
- Подготавливаем емкость, где будет осуществляться замешивание смеси.
- Помещаем в тару воду (в случае с другими типами бетона изначально помещается наполнитель).
- Вносим в состав цемент, песок и наполнитель, продолжая перемешивать раствор.
- Дальше вносим дополнительные компоненты и пластификаторы, если это нужно.
- Раствор замешивается до тех пор, пока не получится однородная консистенция, не содержащая комков.
Придерживаясь такого руководства, можно сделать качественный раствор бетона, который будет соответствовать всем требованиям и нормам.
Источник: veka-slide.ru
История возникновения и использование бетона, цемента
Много было написано о большом количестве значимых зданий Римской империи построенных с использованием «бетона» в качестве основного конструкционного материала. Многие исследователи полагают, что первое использование настоящих цементных связующих (в отличие от обычной извести, обычно используемой в древних сооружениях) произошло в южной Италии в о втором веке до нашей эры.
Особый тип вулканического пепла называемый «пуццолан», сначала использовали около Поццуоли в заливе Неаполя, он широко использовался римлянами в их цементе. Совершенно очевидно, что при строительстве Порта Aemelia, большое сооружение построенное в 193 г. до н.э., пуццолан был использован для связывания камней вместе, чтобы получить «бетон». Этот необычный пепел реагирует химически с известью и водой, укрепляясь в твердую как скала массу, даже при полном погружении в воду. Римляне использовали его для мостов, доков, ливневых стоков и водопроводов, а также для зданий.
Римский бетон
Римский бетон укладывался слоями в виде раствора вручную между камнями различных размеров. Этот раствор обкладывали глиняными камнями с обеих сторон, если это была нижняя часть строения, а для создания стен камни служили формой для «бетона». Известно, что эти кирпичи имели не конструктивное значение а использовались для облегчения строительства и, как элементы декора. Нет сомнений, что материал «пуццолан» сделал этот тип конструкций возможным, так как он был использован во всем Риме и районе Неаполя, но не встречался в северной Италии, и в других местах в Римской империи.
Большинство общественных зданий, в том числе Пантеон, и модные резиденции в Риме использовали бетонные кирпичи для возведения стен и сводов. Купол Пантеона, построенный во втором веке нашей эры, несомненно, является одним из строительных шедевров всех времен. Это очень сложная конструкция с большим количеством уменьшающих вес пустотами, нишами, и небольшими сводчатыми потолками. Строители Пантеона знали достаточно, чтобы использовать очень тяжелые элементы на уровне земли и уменьшали плотность конструкции выше в стенах и в самом куполе, чтобы уменьшить вес конструкции. Большой пролет Пантеона в 142 фута затмил маленькие предыдущие пролеты и создал эффект не меньше, чем архитектурная революции с точки зрения восприятия внутреннего пространства.
Вероятно, из-за отсутствия и недоступности пуццолана во всем мире, этот вид бетона не использовался в других местах и камне-кирпичная кладка по прежнему была доминирующим строительным материалом для большинства значительных строений в мире на протяжении многих веков. Еще один вид бетона был использован в восемнадцатом веке во Франции, где стены из оштукатуренного щебня эмитирующего каменную кладку стали модными.
Франсуа Куантеро, каменщик в Лионе, искал экономичный способ создания несгораемых стен с помощью цементного раствора в сочетании с очень древней глинобитной техникой или «спрессованной землей». Глинобитная техника подразумевает использование древесной опалубки заполняемой глиной с землей или соломой с последующей утрамбовкой, но использование новых и сильных цементов сделало процесс утрамбовки ненужным. В 1824г. Джозеф Аспдин, английский каменщик, запатентовал улучшенный цемент, который он назвал Портлендским цементом, поскольку он напоминает природный камень который добывали на соседнем острове Портленд.
Считается, что Аспдин был первым, кто использовал высокие температуры для нагрева глинозема и кварцевых материалов до точки стеклования, в результате чего происходило сплавление. Цемент все еще таким же методом делается и сегодня. В девятнадцатом веке бетон был использован в Европе для зданий, в основном промышленного характера, так как этот «новый» материал не имел социальной преемственности как камень или кирпич.
Использование армирования
Существует разногласие среди исследователей, относительно первого реального использования армирования в бетоне. Скорее всего в качестве первого успешного примера был господин Лэмбот крупный землевладелец на юге Франции.
При строительстве нескольких небольших гребных лодок Жан-Луи Ламбо в начале 1850-х годов, укрепил свои лодки железными прутьями и проволочной сеткой.
У него появились планы по использованию этого материала в строительстве, поэтому он подал заявку на патент во Франции и Бельгии в 1856 году, описывая бетон следующим образом:
«улучшенный строительный материал, который будет использоваться в качестве заменителя древесины в военно-морских и архитектурных сооружениях, а также для бытовых целей, где следует избегать сырости»
В 1854 году штукатур, Уильям Б. Уилкинсон Ньюкасл-апон-Тайн, возвел небольшой двухэтажный коттедж, укрепляя бетонный пол и крышу железными прутьями и проволочным тросом, и получил патент на этот вид строительства в Англии. Он построил несколько таких конструкций и таким образом стал прародителем первых железобетонных зданий.
В 1867 году Джозеф Монье, французский садовник, получил патент на некое усиление садовых ванн, а позже запатентовал некие усиленные балки и сваи используемые для ограждения дорог и железных дорог. В последствии было доказано, что Монье никогда не знал, как Уилкинсон, сделал свое армирование, чтобы увеличить сопротивление балки.
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.
Монолитная рамная конструкция
В конце девятнадцатого века происходило параллельное развитие каркасных железобетонной конструкции Г. А. Вайса в Германии / Австрии, Эрнеста Л. Рэнсома в Соединенных Штатах, и Франсуа Эннибека во Франции.
В 1870 Эрнест Л. Рэнсом был управляющим успешной компании по производству бетонных блоков как искусственного камня в Сан-Франциско. Он впервые использовал армирование в 1877 году, а в 1884 году он запатентовал систему, используя витые квадратные пруты, чтобы увеличить сцепление между бетоном и арматурой. Его крупнейшим работой на то время был Леланд Стэнфорд — музей в Стэнфордском университете, первое здание в котором была использована технология при которой бетонный наполнитель (камень) с наружи не был закрыт самим бетоном (оголен).
Он также был ответственным за ряд производственных зданий в Нью-Джерси и Пенсильвании, например, 1903-1904 строительство механического цеха Келли и Джонса в городе Гринсбург, в Соединенных Штатах.
Здание Ингалс, заметное здание в Цинциннати, было построено в 1904 году с использованием системы Рэнсома. Разработанный фирмой Элзнер и Хендерсон, это был первый бетонный небоскреб, состоящий из 16 этажей (210 футов).
По другую сторону Атлантики, Франсуа Эннебек, каменщик, оказался успешным подрядчиком в Париже, начал строить железобетонные дома в конце 1870-х. Он получил патенты во Франции и Бельгии на систему строительства Эннибека и приступил к созданию своих представительств в крупных городах. Он развивал новый метод путем проведения конференций и разработки стандартов в пределах своей собственной сети компании. Большинство его зданий (как Рэнсом) были промышленные.
Во времена подъема компании Эннибек выполнял более 1500 контрактов в год. Более чем любой другой человек, он был причиной быстрого роста железобетонных конструкций в Европе.
Бетонные купола и своды
Железобетон позволял делать здания новой формы – с тонкими стенами. В 1930 году Эдуардо Торроха, блестящий испанский инженер, разработал невысокий купол 3,5-по толщине и 150-футов шириной для рынка в Альхесирасе, используя стальные тросы для растяжки. Торроха также был автором элегантной консольной крыши стадиона в Мадридском ипподроме в 1935 году.
Мастер панельных конструкций, безусловно, был математик-инженер-архитектор Феликс Кандела испанского происхождения. Практикуя в основном в Мехико, он разработал лабораторию космических излучений, с 5/8 дюймовой толщиной крыши, для университета Мехико. Он сделал параболоидную форму свода, своим товарным знаком и, пользуясь дешевизной рабочей силы, построили много заводов и церквей в окрестностях Мехико, используя эту форму. Его наиболее ярким строением стало здание ресторана в Хочимилко, построенное в 1958 году, состоящее из шести одинаковых параболоидных сводов.
Дальнейшее использование бетона в современной архитектуре
Архитектор Ле Корбюзье всегда расходится во мнениях со своим работодателем, не желая использовать классическую дизайнерскую базу для проектирования. Ле Корбюзье чуть позже, стал очень уважаемым архитектором современной эпохи, работая почти полностью только с железобетоном. Среди его знаменитых работ такие: Вилла Савой (из панелей плоской конструкции, 1931), многоквартирные дома на Пилотэс в Нанте и Марселе (в конце 1940-х годов), Часовня Рончамп (со стенами из забетонированной каменной кладки, 1957), монастырь Ла- Туретта (1959), и правительственный комплекс на Чандигарх в Индии (1961). Больше чем его современники, Ле Корбюзье увлекался игрой естественного света, как элементом дизайна, а бетон с его разнообразной текстурой поверхности ему в этом помогал.
Фрэнк Ллойд Райт заявлял о преимуществах пластичности железобетона в монолитных строительствах, но он не воспользоваться этим до конца своей карьеры.
В 1919 году Мис ван дер Роэ предложил идею конструктивной основы в высотных зданиях с консольной плитой перекрытия, но Райт воплотил эту идею в жизнь в своей работе Башни Джонсона Воск на Расин, штат Висконсин. Весь комплекс Джонсон был признан одним из лучших творений Райта.
Высокопрочный бетон и высотные здания
Развитие высотного строительства из бетона шло медленно от момента строительства здания Ингаллс в 1904 году. Гиганты и середнячки 1930-х годов были все из стальных конструкций. Но Башня Джонсон Воск, послужил толчком для башен-близнецов Бертран Голдберг Марина-Сити, хотя это и совершенно разные масштабы. Высотка Чикаго 60story, возведен в 1962 году, ознаменовала начало использования железобетона для строительства современных небоскребов, и составила конкуренцию строениям на стальной раме. Плэйс Виктории в Монреале, построенная в 1964 году, достигла высоты 624 фута.
Бетон повышенной прочности оказался ключом к увеличению высоты зданий, поскольку они сохраняют разумный размер колонн на нижних этажах. Shell Plaza в Хьюстоне достигла 714 футов в высоту, в 1970 году. Район Чикаго, с его многочисленными запасами высококачественной летучей золы (которая помогает достичь более прочных характеристик водно/цементного состава), породил наибольшую концентрацию высотных зданий из усиленного бетона. 70-этажная башня Lake Point достигла 645 футов в 1968 году. Water Tower Place достигла 859 футов в 1973 благодаря применению пластификаторов бетона.
В 1989 году здание Шотландия Plaza в Торонто было построено до высоты 907 футов, в 1990 году еще две башни в Чикаго превысили 900 футов в высоту и есть запланированные здания еще большей высоты.
Источник: stroy-ka.moscow
Пропорции бетона: что входит в состав бетона и расчет компонентов для раствора
Окружающий мир невозможно представить без современной архитектуры. При этом важно помнить, что бетон является, без преувеличения, основным материалом, используемым в строительстве. Аналогичный материал применяли ещё в Древнем Египте. Применяя цемент для различных целей важно применять правильные пропорции бетона, подходящие к конкретному случаю.
Что такое бетон
Физические особенности бетона определяются тем, из чего он состоит и каким образом был изготовлен. Для того, чтобы лучше разобраться в этом, необходимо уделить внимание его компонентам.
Цемент
Этот элемент можно считать основным в процессе приготовления бетона. Законодательство предусматривает, что его качество должно соответствовать TP-166-04, ГОСТ 31108-2003 и СНиП 2.03.11-85.
Для того, чтобы убедиться, что цемент является качественным, надо, чтобы он соответствовал определённым условиям. Вот некоторые из них:
Тонкость помола должна достигать 350-380 кв. метров на килограмм. Отличаться от указанной нормы он может, но не более, чем на 10%.
Раствор через 2-3 часа должен показать первые признаки того, что он схватывается. Процесс должен завершиться после того, как пройдут 4-5 часов.
Использование заполнителей
В этом качестве используются: песок, гравий или их сочетания, которые выполняют следующие функции:
Благодаря добавкам бетон становится гораздо более прочным.
Заполнители удешевляют использование бетона – ведь песок и камни стоят дешевле, чем цемент.
Важно отметить, что строительный песок отличается от обычного. Разница состоит в форме большинства его песчинок – у строительного песка они имеют округлую форму и примерно равную величину. Кроме того, в его составе присутствует немного глины, которая обеспечивает увеличение его пластичности.
В качестве крупноразмерного заполнителя чаще всего используются гранитная крошка, гравий или щебень. Первый вариант применяется для производства наиболее прочных марок бетона (например, М 500). Для М 350 и слабее используются гравий и щебень.
Этот компонент можно назвать вторым по важности. Используется чистая вода. Однако необходимое её количество определяется с учётом водопоглощения цементом и в зависимости от наличия и состава специальных добавок.
Применение добавок
Использование дополнительных веществ при производстве бетона преследует такие цели:
Придание бетону определённых желаемых свойств.
Ускорение затвердения цементной смеси.
Необходимость применения добавок и пластификаторов определяется конкретным использованием бетона.
Применение
В строительстве этот материал применяется на каждом шагу. Из него делают не только стены, но и несущие балки. Там, где требуется повышенная прочность, используется армированный бетон, в котором внутри для увеличения прочности находятся металлические штыри.
Этот материал имеет много сфер применения:
при строительстве зданий и сооружений;
выполнение ремонтных работ;
применение в дизайнерских целях;
использование в горнодобывающей отрасли;
строительство объектов в нефтедобывающей или газовой отрасли.
Конкретные свойства бетона зависят от того, каким образом он был сделан производителем или приготовлен самостоятельно.
Стандартный состав бетона
Для того, чтобы сделать бетонный раствор, потребуются: цемент, вода, щебёнка и песок. В растворе надо соблюдать пропорции. Для этого нужно взять такой состав бетона:
1 часть цемента;
5 частей щебёнки;
Их необходимо тщательно размешать.
Этот состав определён примерно, потому что цифры могут меняться по различным причинам. На это могут влиять:
марка используемого цемента;
желаемый тип бетона;
особенности песка или щебёнки.
наличие дополнительных добавок и их используемый объём.
Бетонные смеси в зависимости от состава могут иметь различные свойства.
Основой их получения является использование цемента и воды. В результате их взаимодействия возникает цементный камень. Однако при его использовании возникают проблемы. Он, по мере затвердения, способен деформироваться. Цементный камень даёт усадку, величина которой составляет не менее 2 миллиметров на один метр.
Процесс затвердения является сложным. При этом обычно возникают в различных местах внутренние напряжения, создающие трещины в затвердевшем материале. Обычно они не видны из-за своего микроскопического размера. Их наличие сильно уменьшает прочность бетонной кладки. Для того, чтобы сделать материал более прочным, применяют различные добавки: песок, керамзит или щебень.
Добавки принимают на себя значительную часть напряжений, которые образуются от усадки.
Видео описание
Каким должен быть бетон дополнительно в видео:
Маркировка
Обозначения различных марок бетона делаются в виде буквы «М» и цифры. Например: М 75 или М 1000. Цифра характеризует степень сопротивляемости бетона силе сжатия. Чем она выше, тем материал прочней. Сопротивление рассматривается в уже затвердевшем материале, что происходит на 28 сутки.
Эта величина измеряется в кг на квадратный сантиметр. Например, если взять марку М 300, то рассматриваемое значение составит 300 килограммов на квадратный сантиметр.
Также применяются другие характеристики:
Если этот состав планируется использовать при низких температурах, то большое значение имеет степень его морозостойкости (F). Для её определения необходимо провести максимально возможное количество полных циклов замерзания и оттаивания твёрдого бетона. Чем эта величина больше, тем выше морозостойкость материала.
Ещё одна особенность состоит в том, что под давлением внутрь бетона может поступать вода. Чем более высокое давление для этого требуется, тем сильнее водостойкость материала (W). Её измеряют по шкале от 1 до 20. Если этот показатель составляет 17 или больше, то такой бетон может применяться при строительстве гидроэлектростанций или дамб.
Показатель (П) характеризует свойства ещё не застывшей смеси. Он рассказывает о том, насколько легко такая смесь принимает нужную форму. Наименее пластичные смеси характеризуются значениями П1 или П2. Средний уровень соответствует П3-П5. Обычно такая пластичность присутствует у М 350.
Такие смеси можно использовать для заполнения опалубки сложной формы. Однако время застывания у такого бетона будет увеличено.
Параметр (Б) представляет собой указание степени прочности застывшей смеси в баллах. Эта величина связана с параметром (М). М 100 соответствует Б7,5, а М 350 – Б35.
Характеристики используемого бетона должны соответствовать типу выполняемых задач.
Применение различных марок
Бетон в строительстве используется почти повсеместно. Однако для каждой работы требуется использовать определённую марку:
При изготовлении бетонных подушек, на которых будет располагаться основание фундамента здания применяют М 100, М 150. При этом должны применяться специальные пропорции бетона для фундамента.
Для установки половых стяжек, различных дорожек или подпорок подойдёт марка М 200.
Самая распространённая марка – это М 350. Из такого цемента можно делать монолитный фундамент. Он также подойдёт для разного рода несущих конструкций. Эта марка используется для создания дорожных покрытий.
Цемент М 250 и М 300 представляет собой материал с промежуточными свойствами между М 350 и М 200.
Более прочные разновидности применяются относительно редко. Так, например, М 400 и М 450 используются при строительстве гидросооружений.
Особенно прочные разновидности цемента используются в тех случаях, когда к зданиям и сооружениям применимы особые требования. М 500 и М 550 могут использоваться при закладке метро или плотины.
Степень прочности материала должна соответствовать выполняемой работе.
Видео описание
О марках и классе бетона в видео ниже:
Порядок изготовления смеси
При замешивании бетона необходимо сделать следующие шаги:
Сначала надо взять песок, цемент, щебень и добавки и тщательно перемешать их до тех пор, пока будет получена однородная смесь.
В полученный состав надо понемногу доливать воды и аккуратно перемешивать.
На завершающем этапе добавляют крупноразмерный наполнитель (камень или щебень). При этом нужно следить, чтобы каждый камешек был полностью покрыт раствором.
При использовании бетономешалки в неё насыпают нужное количество цемента и доливают воды. Затем смесь перемешивают и насыпают песок и щебень. Если недостаточно воды, её надо долить. Затем бетономешалку включают и выполняют приготовление смеси.
Бетон для фундамента
Для того, чтобы составить цементную смесь для изготовления бетона для фундамента, должны быть приготовлены:
Бетономешалка, в которой будет происходить размешивание состава.
Цемент подходящей марки.
Нужное количество строительного песка и щебня.
Состав бетона для фундамента, пропорции частей будут более подробно рассмотрены далее.
Бетономешалка необходима только в тех случаях, когда требуется сделать большое количество цементного раствора.
Для того, чтобы смесь имела нужную консистенцию, требуется правильно рассчитать необходимое количество компонентов:
Обычно весовое количество воды берётся из расчёта того, что это половина используемого цемента.
Могут применяться пропорции бетона в ведрах или по весу.
Обычно для фундамента используется марка М 300 или М 350, пропорции для бетона в данном случае равны:
1 часть цемента;
3,7 части крупноразмерного каменного наполнителя.
Воды потребуется 0,5 литра.
Например, для 10 кг цемента будет необходимо 18 кг песка и 37 кг щебня.
Хотя М 300 и М 350 является наиболее распространённым решением, тем не менее, допустимо воспользоваться цементом других марок. В этом случае будет необходимо воспользоваться другими пропорциями:
Если взять марку М 100, то соотношение цемент:песок:щебень будет выглядеть таким образом: 1:4,6:7,0.
Для М 200 потребуется: 1:2,8:4,8.
М 400 нужно использовать с учётом пропорций 1:1,2:2,7.
Более прочный цемент, марка М 450, потребует пропорции 1:1,1:2,5.
Если рассматривать нужные соотношения не в весовом, а в объёмном соотношении, то можно узнать пропорции бетона на 1м3, таблица представлена далее.
Здесь показаны для бетона пропорции в частях по весу и по объёму.
Нужно различать марку цемента и марку бетона, которая получится в результате. Принято считать, что для бетона определённой прочности необходимо использовать цемент, который имеет вдвое больший соответствующий показатель.
Раствор для строительства дома
Для этой цели принято применять раствор М 100, который делают в жёсткой консистенции. Для дорожек или лестниц можно использовать такой же цемент, но делать из него бетон более пластичный.
Если дом строят на влажном грунте, то применяется цемент М150.
Если делается ленточный фундамент, или строится ненагруженная часть здания, то подойдёт М 200 или М 250. Сделав раствор более пластичным, можно применить его при устройстве септика, отстойника или выгребной ямы.
Фундамент жилого дома будет прочным и надёжным, если его сделать из цемента марки М 300, причём в качестве крупноразмерного наполнителя использовать фракцию 20-40 миллиметров.
Пропорции для бетона должны соответствовать его применяемой марке.
М 450 и М 500 при строительстве частного жилого дома обычно не применяются. Они имеют повышенные характеристики прочности и предназначены для тех случаев, когда к строениям предъявляются повышенные требования надёжности.
Рецепт приготовления раствора
Если раствор готовится на стройке, то производить взвешивание не всегда удобно. Поэтому в таком случае можно определить пропорции бетона в ведрах для бетономешалки.
Далее приводятся пропорции для наиболее часто используемых вариантов:
Для получения бетона М 150 необходимо взять цемента одно ведро, песка – три, а гравия – пять.
Марка М 200 на то же количество цемента потребует 2,5 ведра песка и 4 – гравия.
Для получения М 300 для ведра цемента берут 1,7 – песка, 3 – гравия.
Здесь использовался цемент марки М 400. В каждом из перечисленных случаем воды надо брать чуть меньше, чем полное ведро.
Использовать указанные пропорции бетона для фундамента в ведрах можно не только так, как сказано, но и заменить эту меру объёма на любую более удобную.
Видео описание
Еще о приготовлении бетона в этом видео:
Заключение
При подготовке раствора можно использовать пропорции для составных частей по весу или с учётом объёма. При втором способе нет необходимости производить взвешивание исходных компонентов..
Для выполнения работы нужно использовать подходящую марку цемента и способ приготовления раствора. При этом необходимо соблюдать пропорции составных частей раствора. В этом случае правильно выбранный и сделанный бетон будет прочным и долговечным.
Ещё немного внимания!
Напишите в комментариях, как думаете – бетон, купленный на заводе и привезённый на бетономешалке выгоднее, чем сделанный самостоятельно, или всё же лучше потратить время на ручное замешивание, но сэкономить деньги?
Источник: blog.brigada174.ru