Mistä betoni on tehty? 3 tärkeintä ainesosaa ja sekoitussuhteet

Betoni on yksi maailman käytetyimmistä rakennusmateriaaleista. Se on vahvaa, kestävää ja monikäyttöistä, joten se on välttämätön kaikessa jalkakäytävistä ja ajoteistä pilvenpiirtäjiin ja siltoihin. Mutta oletko koskaan miettinyt, mitä betonin valmistuksessa tarkalleen ottaen tapahtuu?

Pohjimmiltaan betoni on muutamien keskeisten ainesosien seos, jotka yhdistettynä muodostavat kovan, kiven kaltaisen materiaalin. Tarkat suhteet voivat vaihdella halutun lujuuden ja käyttötarkoituksen mukaan, mutta peruskomponentit pysyvät samoina. Tutustutaanpa kuhunkin ainesosaan.

Mistä betoni on tehty?

Mitä betonin valmistuksessa käytetään? Perusaineet ovat yllättävän yksinkertaisia: sementti, vesi ja kiviaines. Siinä kaikki! Vaikka se saattaa kuulostaa liian suoraviivaiselta, todellinen taika piilee siinä, miten nämä ainesosat toimivat yhdessä.

Sementti

Sementti on vain yksi betonin ainesosa - se toimii sideaineena. Nämä kalkkikivestä, savesta, kuorista ja kvartsihiekasta valmistetut materiaalit kuumennetaan ja jauhetaan kipsin kanssa, jolloin syntyy betoni. Portlandsementti, joka on yleisin betonissa käytetty tyyppi.

Vaikka sementin osuus on vain noin 10-15%. betonimassasta Se on tilavuudeltaan kemiallisesti aktiivisin ainesosa. Kun se sekoitetaan veteen, se käy läpi prosessin nimeltä nesteytys, jolloin se kovettuu ja sitoo muut materiaalit yhteen.

[Aiheeseen liittyvä: Sementin ja betonin ero]

Vesi

Vesi on välttämätöntä kemiallisessa reaktiossa, jossa sementti muuttuu kiinteäksi sideaineeksi. Oikea vesimäärä on ratkaisevan tärkeä - liian vähän vettä, jolloin seos on kuivaa ja murenevaa, ja liian paljon vettä, jolloin betoni on heikkoa ja halkeilee helposti.

The vesi-sementtisuhde on kriittinen tekijä betonin lujuuden ja kestävyyden määrittämisessä. Tyypillinen W/C-suhde on noin 0,4-0,6.eli jokaista sementtikiloa kohti tarvitaan noin 0,4-0,6 kiloa vettä.

Kiviainekset (hiekka, sora, sepeli)

Kiviainekset muodostavat suurimman osan betonista (noin 60-75% kokonaistilavuudesta). ja antaa rakenteellista lujuutta. Ne sisältävät yleensä hiekkaa, soraa tai sepeliä. Ilman kiviaineksia tuloksena olisi raskas ja kallis sementtilohko, joka halkeilisi joka paikassa. Kiviainekset edistävät lujuutta ja vakautta ja jopa alentavat kustannuksia.

Niitä on kahta tyyppiä: hienojakoiset kiviainekset (kuten hiekka) ja karkeat kiviainekset (kuten sora tai murske). Näiden kiviainesten sekoitus ja koko voivat vaihdella sen mukaan, mihin betonia käytetään.

Lisäaineet (valinnainen mutta yleinen)

Vaikka edellä mainitut kolme ainesosaa ovat kaikki, mitä teknisesti tarvitaan betonin valmistukseen, useimmat nykyaikaiset seokset sisältävät seuraavat ainesosat lisäaineet-kemikaalit tai lisäaineet, jotka parantavat tiettyjä ominaisuuksia. Joitakin yleisiä tyyppejä ovat:

• Pehmittimet (veden vähentäjät) - Helpottaa seoksen käsittelyä ilman ylimääräisen veden lisäämistä.
• Kiihdyttimet - Nopeuttaa kovettumisprosessia (hyödyllistä kylmällä säällä).
• Hidastimet - Hidastaa kovettumista (hyödyllistä kuumalla säällä tai suurissa kaatoissa).
• Ilmaa lisäävät aineet - Luo pieniä ilmakuplia pakkasenkestävyyden parantamiseksi.
• Superplastifikaattorit - Sallia erittäin juokseva betoni (jota käytetään lujatekoisissa tai itsetasoittuvissa seoksissa).

Lisäaineet ovat erityisen tärkeitä erikoisbetonisovelluksissa, kuten korkean suorituskyvyn rakenteissa tai koristebetonissa.

Mikä on betonin annostelun suhde?

Kun puhumme betonin annostelusuhteesta, puhumme periaatteessa siitä, kuinka paljon kutakin ainesosaa menee seokseen. Betonin perussekoitussuhde (jota käytetään usein pienissä hankkeissa, kuten terasseilla, jalkakäytävillä tai laatoissa).

Tyypillinen sekoitus, josta kuulet, on 1:2:3-suhde.. Se tarkoittaa:

• 1 osa sementtiä
• 2 osaa hiekkaa (hienojakoinen kiviaines)
• 3 osaa soraa tai sepeliä (karkea kiviaines).

Sitten lisätään vettä - yleensä noin 0,5 osaatyöstä ja ilmastosta riippuen. Vesi-sementtisuhde on erittäin tärkeä. Enemmän vettä tekee betonista helpommin työstettävää, mutta se voi myös heikentää sitä. Vähemmän vettä tarkoittaa vahvempaa betonia, mutta sen valaminen ja viimeistely on vaikeampaa.

Tämä 1:2:3-sekoitus sopii erinomaisesti yleiskäyttöön tarkoitettuun betoniin, kuten ajoteihin, jalkakäytäviin ja laattoihin. Mutta raskaampiin töihin, kuten siltojen tukiin tai korkeisiin rakennuksiin, seos voi muuttua. Insinöörit muokkaavat suhteita ja jopa lisäävät muita materiaaleja varmistaakseen, että betoni täyttää vaaditut lujuus- ja kestävyysvaatimukset.

Lajittelu voidaan tehdä tilavuuden mukaan (kauhoja tai lapioita käyttäen) tai painon mukaan (joka on tarkempi ja jota käytetään suuremmissa hankkeissa). Joka tapauksessa johdonmukaisuus on avainasemassa. Jokaisen erän on oltava mahdollisimman samanlainen, jotta lopullisesta rakenteesta tulee vankka ja turvallinen.

Miten betonia valmistetaan?

Nyt kun tiedämme, mitä sinne laitetaan, miten sitä sitten tehdään?

Se ei ole mitään rakettitiedettä, mutta siinä on ehdottomasti taidetta.

Vaihe 1: Sekoituksen saaminen oikein

Tärkeintä on, että mittasuhteet ovat oikeat. Tätä kutsutaan usein "seossuunnitteluksi". Eri työt vaativat erilaisia seoksia. Esimerkiksi jalkakäytävä ei tarvitse samanlaista betonia kuin silta.

Yleinen perusbetonin suhde voi olla 1 osa sementtiä, 2 osaa hiekkaa ja 3 osaa soraa sekä noin puoli osaa vettä. Mutta tämäkin voi vaihdella.

Tavoitteena on tasapainottaa lujuus, kestävyys ja työstettävyys. Jos se on liian kuivaa, sitä on vaikea valaa. Jos se on liian märkä, se ei ehkä ole tarpeeksi vahva.

Vaihe 2: Kaiken sekoittaminen yhteen

Kun olet mitannut ainekset, on aika sekoittaa. Tämä voidaan tehdä käsin pienissä töissä, mutta suuremmissa projekteissa käytetään sekoittimia - joko kannettavia rumpusekoittimia tai niitä isoja kuorma-autoja, joita näet pyörivän tiellä.

Kaikki sekoitetaan: ensin kiviainekset, sitten sementti ja sitten vesi. Sitten se sekoitetaan, kunnes kaikki on mukavan tasaista. Ei kuivia kohtia. Ei liian märkiä kohtia. Vain hyvä, tasainen sekoitus.

Vaihe 3: Betonin valaminen

Kun kaikki on sekoitettu, on toimittava nopeasti. Betoni alkaa kovettua melko nopeasti. Kun betoni on valettu muotteihin, se levitetään ja tasoitetaan. Tätä vaihetta kutsutaan levittämiseksi ja tasoittamiseksi.

Sitten se tasoitetaan kellukkeella. Suuremmilla pinnoilla saatetaan käyttää sähkötyökaluja, jotta pinnasta saadaan mukava ja tasainen.

Vaihe 4: Betonin kovettuminen

Tässä on osa, jonka ihmiset usein unohtavat: parantaminen. Tämä ei tarkoita vain kuivumisen antamista. Kovettaminen tarkoittaa sen pitämistä kosteana, jotta se voi kovettua kunnolla. Tuo kosteusprosessi, josta puhuimme aiemmin? Se vie aikaa. Yleensä useita päiviä, joskus viikkoja.

Jos betoni kuivuu liian nopeasti, se voi halkeilla tai jäädä heikommaksi kuin sen pitäisi olla. Niinpä betonia saatetaan suihkuttaa vedellä, peittää muovilla tai käyttää kovettumisyhdisteitä kosteuden sitomiseksi betoniin.

Vaihe 5: Viimeistelytyöt

Kovettumisen jälkeen tehdään joskus vielä hieman viimeistelyä, kuten tiivistäminen veden ja tahrojen estämiseksi tai kuvioiden lisääminen, jos kyseessä on koristeellinen pinta.

[Liittyy asiaan: Kuinka kauan betonin kuivuminen kestää?]

Päätelmä

Betoni saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta materiaalilta, mutta se on pitkälle kehitetty sekoitus ainesosia, jotka yhdessä tuottavat lujuutta, kestävyyttä ja monipuolisuutta. Peruskomponentit -sementti, vesi ja kiviaines-muodostavat yhdistelmän ytimen, kun taas lisäaineet ja apuaineet hienosäätää sen ominaisuuksia vastaamaan monenlaisia rakennustarpeita.

Olipa kyseessä jalkakäytävän valaminen tai pilvenpiirtäjän rakentaminen, betonin ainesosien ymmärtäminen auttaa varmistamaan paremman suorituskyvyn, alhaisemmat kustannukset ja kestävämmän rakennetun ympäristön.