Производство бетона в Красноярске

Бетон является одним из наиболее часто используемых строительных материалов, без него не сооружается ни одно здание в нашей стране. Самым важным свойством материала является прочность, от этого параметра зависит его способность, не разрушаясь, противостоять внешним воздействиям. Бетон отлично сопротивляется сжатию, поэтому в качестве критерия прочности был выбран именно этот показатель. Чтобы определить прочность, из бетонной смеси готовят куб с длиной стороны 20 см. Если он разрушится при нагрузке, например, 80 т, то предел прочности равен 20 МПа. По этому параметру весь бетон делят на марки.

Свойства бетона

В строительстве применяют марки бетона, начиная от «600» и заканчивая «100», иногда ниже. Выбор делают, исходя из условий, в которых он будет использоваться. Прочность зависит от типа каменного заполнителя (гравий, щебень) и качества цемента: чем прочнее частички каменного заполнителя будут скреплены между собой цементным составом, тем прочнее будет бетон. Прочность натуральных природных камней с течением времени остается постоянной, а этот показатель у бетона растет.

Важным свойством также является плотность, которая у бетона всегда менее 100 %, но чем она выше, тем прочнее строительный материал. Поры, как правило, появляются из-за нарушений в технологии производства бетона: в результате испарения избыточной воды, которая при твердении с цементом не вступила в химическую реакцию из-за его недостатка. С плотностью связан такой показатель, как пористость. В бетоне поры присутствуют всегда, но чем их меньше, тем он прочнее.

Свойство бетона противостоять воде, при этом не разрушаясь, называют водостойкостью. Для его определения изготовляют два образца из одинаковой смеси: один раздавливают под прессом в сухом состоянии и определяют нормальную прочность, другой — сначала погружают в воду, а затем разрушают. Вода ослабляет связи между частицами, поэтому прочность образца снижается. Отношение прочности образца, который был насыщен водой, к тому, который остался сухим, называют коэффициентом размягчения. Установлено, что этот показатель должен быть больше 0,8, тогда бетон можно применять на производстве.

Важным для бетона свойством также является теплопроводность. Чем ниже этот показатель, тем лучше. Теплопроводность бетона выше, чем у строительного кирпича, но намного меньше (в 50 раз), чем у стали. Благодаря сравнительно невысокой теплопроводности бетон обладает высокой огнестойкостью. Он способен выдержать температуру более 1000 °С в течение достаточно длительного времени, не разрушаясь и не растрескиваясь.

Если в поры камня проникает вода, замерзая, она расширяется, разрушая даже очень твердые горные породы. Бетон, насыщаясь водой, способен выдерживать многократное замораживание, при этом его прочность практически не снижается. Это свойство именуют морозостойкостью.

При производстве бетона также важно учитывать его объемную массу, она зависит от типа заполнителя. По этому признаку строительный материал делят на три вида:

  • легкий;
  • особо легкий;
  • тяжелый.

Например, при использовании заполнителя из гранита, доломита или известняка объемная масса бетона будет равна 2200-2400 кг/м³, прочность — 60 МПа (600 кгс/см²). При таких показателях материал называют тяжелым. Если же при изготовлении используется щебень легких пород (туф или пемза), то объемная масса будет равна 1600-1800 кг/м³, в этом случае бетон будет легким. При использовании в качестве заполнителя искусственных легких пористых пород, например, аглопорита, керамзита, зольного гравия, шлаковой пемзы, получается материал с объемной массой до 1800 кг/м³, прочность при этом будет находиться в пределах 7,5-40 МПа (75-400 кгс/см²). Выбор вида бетона по объемной массе зависит от типа конструкции, для сооружения которой он будет использоваться, а также условий эксплуатации.

Бетоны подразделяют также по назначению:

  • обычный — для изготовления плит, колонн, балок;
  • гидротехнический — для шлюзов, плотин, облицовки каналов;
  • для дорожных покрытий;
  • для подземных сооружений — используют при изготовлении резервуаров и труб колодцев;
  • специального назначения — жаростойкий, кислотоупорный и др.

Какие компоненты используются при производстве бетона

Бетоны не готовят по универсальному рецепту, выбор составляющих и их пропорций зависит от свойств, которыми должен обладать готовый строительный материал. Состав каждого вида разрабатывается заранее. Для этого нужно подобрать самые выгодные пропорции исходных материалов.

На прочность влияет не только количество составных частей, но и качество используемых материалов:

  • крупного заполнителя;
  • мелкого заполнителя;
  • цемента;
  • воды.

Берут эти компоненты в определенных количествах, после чего между собой смешивают.

Крупный заполнитель

В качестве каменного заполнителя при производстве бетона чаще всего используют щебень и гравий. Гравий готовят из обломков самых прочных и твердых горных пород (темно-серого известняка, базальта, гранита, диорита). В процессе обработки его обкатывают, поэтому он получается с гладкой поверхностью яйцевидной или круглой формы. Размер зерен находится в пределах 5-77 мм. Гравий различают по происхождению:

  • овражный;
  • морской;
  • речной.

В овражном гравии часто присутствуют вредные примеси пыли, глины, органических веществ, песка, сернокислых и сернистых соединений. В морском и речном камне примеси практически полностью отсутствуют.

Щебень получают дроблением искусственных камней или натуральных горных пород или на куски величиной 5-77 мм. Зерно щебня имеет неправильную форму, поверхность у него шероховатая. Из-за этих особенностей щебень прочнее сцепляется с цементом, чем гравий.

Особенно важна прочность крупного заполнителя, поскольку он является основой бетона. Крупный заполнитель должен в два-три раза быть прочнее самого бетона. Для обеспечения высокой прочности материала крупный заполнитель выбирают чистым, без вредных примесей. Процент зерен, которые имеют неправильную форму (иглы, пластинки) должен составлять не более 15 % . Крупный заполнитель также проверяют на наличие химических реакций с веществами, которые содержатся в цементе. Чтобы снизить влияние вредных примесей, перед использованием заполнители промывают.

Крупными заполнителями могут быть такие пористые материалы, как пемза, туф или вулканические шлаки. Благодаря своей структуре эти заполнители поглощают много воды, убирая из бетона лишнюю воду. Их применение способствует упрочнению строительного материала. Недостатком пористых заполнителей можно назвать необходимость использовать большее количество цемента по сравнению с плотными породами, что влияет на его стоимость.

Мелкий заполнитель

К мелким заполнителям относят различные виды песков — рыхлые горные породы, состоящие из зерен разных материалов, как правило, кварца, размером 0,1-5 мм. Между собой пески различаются минералогическим составом, местами залегания, условиями образования. По минералогическому составу они бывают:

  • кварцевыми;
  • известняковыми;
  • полевошпатными;
  • доломитовыми.

Пески по условиям образования делят на горные, речные, овражные, морские, валунные, гравийные, барханные и дюнные. Друг от друга они отличаются структурой и формой. Зерно речного и морского песков имеет округлую форму с гладкой поверхностью. Зерно горного песка, который обычно образуется при разрушении диорита и гранита, имеет угловатую форму с шероховатой поверхностью. Зерно овражного песка по форме также угловое, но при этом поверхность несколько сглажена.

В состав всех песков входят вредные для бетона компоненты: уголь, пыль, глина, слюда, гипс, серный колчедан и другие органические примеси, которые влияют на характеристики цемента, понижая прочность и вызывая разрушение материала.

Самыми вредными примесями являются сульфаты и частицы гипса. С частицами цемента они образуют особые иглообразные соединения. Их часто называют «цементной бациллой». При контакте с водой «цементная бацилла» превращается в жидкую белую слизь, которая вытекает из готового бетона. «Больной» бетон для эксплуатации не пригоден.

В морском песке могут содержаться мелкие ракушки, состоящие из известняка. Они ослабляют сцепление песка с остальными составляющими бетона. В морском песке также содержатся соли, которые затем выделяются на готовой поверхности.

Самым лучшим для производства бетона считается речной песок. Оптимальный считается крупнофракционный речной песок, поскольку для мелкого требуется больше цемента.

Любой мелкий заполнитель перед приготовлением бетонной смеси обязательно промывается водой в пескомойке. Чтобы смесь получилась максимально прочной, используют песок разных фракций для заполнений самых малых пустот. Песок одной крупности имеет до 40 % пустот в своем объеме. Чтобы добиться меньшей пустотности, вначале заполнители рассеивают по размерам, разделяя его по фракциям. Затем по определенному правилу готовят оптимальную зерновую смесь, которой все частицы тесно примыкают друг к другу, поэтому для цементного теста останутся только незначительные пустоты. Бетон, который был правильно приготовлен с использованием оптимальной смеси, обладает высокой плотностью и прочностью. Используя «случайный» набор заполнителей, добиться даже приблизительно результата невозможно. Кроме того, неправильно приготовленная смесь влечет большой перерасход цемента.

Вода, используемая при производстве бетона

Для изготовления высокопрочного бетона воду необходимо брать чистую с низкой кислотностью. Даже в условно чистой воде содержится большое количество примесей, негативно влияющих на твердение бетона, прежде всего это:

  • сульфаты;
  • жиры;
  • органические кислоты.

При производстве бетона используют только питьевую воду. В ряде случаев применяют грунтовую, болотную, торфяную и речную воду. Но их состав пересыщен органическими примесями. Если же использовать промышленные или сточные воды, в которых в большом количестве могут содержаться примеси серной кислоты, солей гумусовой кислоты, гипса, то бетон получится непрочным. При использовании морской воды готовое бетонное сооружение покроется белыми соляными пятнами, которые не лучшим образом повлияет на его внешний вид. Кроме того, такой бетон отличается невысокой прочностью, поэтому использовать его для строительства жилых домов запрещено.

В промышленных условиях воду перед использованием тестируют в химической лаборатории.

Цемент

Мелкий и крупный заполнитель «склеивает» между собой цемент. Чем его клеящая способность выше, тем прочнее будет бетонное сооружение. Готовят цемент из цементного клинкера, который получают путем обжига до спекания сырья (природного или искусственного). Такое сырье состоит из трех частей известняка и одной части глины. Эти смеси иногда встречаются в природе — это горная порода, которую называют известняковым мергелем. Но месторождений этих мергелей немного, поэтому при производстве бетона используют цемент, приготовленный искусственным смешением известняка и глины. Последний компонент может быть заменен диатомитом, трепелом и другими силикатными породами, близкими по химическому составу к глине.

После обжига смеси образуется твердая масса — клинкер, которая состоит из темно-серых зерен размером с орех. Затем в шаровой мельнице клинкер измельчают до порошкообразного состояния. Для улучшения качества цемента во время помола клинкера добавляются гидравлические добавки:

  • 15 % диатомита;
  • трепел;
  • 3 % гипса.

По своей структуре цемент напоминает пудру, чем его частички меньше, тем выше клеящие способности. Используя цемент сверхтонкого помола, химические реакции во время приготовления цементной смеси ускорятся во много раз. Это объясняется тем, что цементная «пудра» по всей поверхности соединяется с водой, поэтому, чем выше тонкость помола, тем больше будет поверхностей зерен.

Всего существует более 30 видов цементов, выбор осуществляют, исходя из типа сооружения. Основные из них — это портландцементы, пуццолановые, шлакопортландцементы, глиноземистые цементы, портландцементы.

Производство бетона: приготовление смеси

Производство бетона — длительный и трудоемкий процесс. Начинается он с отмеривания в лаборатории по разработанному рецепту в сухом виде заполнителей и цемента. Затем взвешенные части отправляют в бетономешалку и постепенно подают небольшими количествами воду. Бетономешалки используются электрические, работающие на двигателе.

Целью перемешивания является получение однородной смеси из зернистых материалов. Продолжительность перемешивания устанавливается заранее. По завершении процесса исходные материалы приобретают пластичность, консистенция напоминает тяжелую жидкость. Свежеприготовленный бетон на начальном этапе называют бетонной смесью, только после затвердевания она превратится в прочный камень, у которого со временем прочностной показатель будет только выше. Именно этот камень называют бетоном.

Если бетонная смесь будет недостаточно однородна, готовое сооружение в разных участках будет иметь неодинаковую прочность, поэтому при нагрузке может легко разрушиться. Чтобы убедиться в достаточной однородности бетонной смеси, из разных мест берутся пробы. Если все они одинаковы по составу (количество, щебня, гравия, воды, цемента, песка), тогда смесь признается однородной.

Сразу после приготовления бетонную смесь важно доставить к месту укладки, обязательно в автомобилях, оснащенных бетономешалкой, в противном случае ей угрожает расслоение. Так происходит из-за того, что более тяжелые компоненты стремятся опуститься вниз. Расслаивание бетонной смеси допускать нельзя, это приведет к более слабому сцеплению раствора с заполнителем.

Производство бетона и укладка готовой смеси

После приготовления бетонной смеси ее укладку в формы, при этом следят, чтобы были заполнены все углы и не образовывались пустоты. Если в форме присутствуют арматурные стержни, распределять смесь нужно таким образом, чтобы она полностью их обволакивала, при этом раковины или каверны образовываться не должны. В большинстве случаев образование каверн вызывает крупный заполнитель, который застревает между арматурной и стенкой формы. В этом случае важно при производстве бетона выбрать рецептуру смеси, которая бы имела нужный размер крупного заполнителя. Бетонный слой должен равномерно покрывать арматуру, поскольку он является защитой от атмосферных воздействий, вызывающих окисление, ржавление и, как результат, разрушение.

Еще одной трудностью при укладке бетона является пластичность смеси. Если бы она была очень жидкой, тогда проблем с образованием пустот не возникло бы, но излишек воды не лучшим образом влияет на показатель прочности. Вся вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, останется внутри бетона в свободном состоянии. Со временем она либо просто вытечет, либо высохнет, образуя пустоты, а пористый материал прочным не будет.

Чтобы смесь была достаточно пластична и в то же время не было излишка воды, технологи разрабатывают точную пропорцию всех компонентов. Расход воды определяют по графику профессора С. А. Миронова, который отражает зависимость водопотребности смеси от жесткости или подвижности.

В гражданском и промышленном строительстве бетонные конструкции используются наиболее часто. Поэтому при производстве бетона особое внимание уделяется качеству заполнителей и точному следованию технологии изготовления, поскольку от этого зависит прочность готовых конструкций, а значит, и безопасность людей.

Заказать расчет стоимости
Товар Бетон М100 Бетон М150 Бетон М200 Бетон М250 Бетон М300 Бетон М350 Бетон М400 Раствор М75 Раствор М100 Раствор М150 Раствор М200 Керамзитобетон М100 Керамзитобетон М150 Керамзитобетон М200 Перемычки Сваи ФБС Лестничные марши Песок Щебень Гравий