Из чего состоит бетон? 3 лучших ингредиента и соотношение компонентов

Бетон - один из самых распространенных строительных материалов в мире. Он прочен, долговечен и универсален, что делает его необходимым для строительства всего - от тротуаров и подъездных путей до небоскребов и мостов. Но задумывались ли вы когда-нибудь, что именно входит в состав бетона?

По своей сути бетон - это смесь нескольких ключевых ингредиентов, которые при соединении образуют твердый, похожий на камень материал. Точные пропорции могут меняться в зависимости от требуемой прочности и области применения, но основные компоненты остаются неизменными. Давайте рассмотрим каждый ингредиент.

Из чего состоит бетон?

Что входит в состав бетона? Основные ингредиенты на удивление просты: цемент, вода и заполнители. Вот и все! Хотя это может показаться слишком простым, настоящая магия заключается в том, как эти ингредиенты работают вместе.

Цемент

Цемент является лишь одним из компонентов бетона - он выступает в качестве связующего вещества. Изготовленный из известняка, глины, ракушек и кварцевого песка, этот материал нагревают и измельчают с гипсом, чтобы создать ПортландцементСамый распространенный тип, используемый в бетоне.

В то время как цемент составляет лишь около 10-15% бетонная смесь по объему, это самый химически активный ингредиент. При смешивании с водой он подвергается процессу, называемому гидратацияВ результате он затвердевает и скрепляет другие материалы.

[Related: The Difference Between Cement & Concrete]

Вода

Вода необходима для химической реакции, превращающей цемент в прочное вяжущее вещество. Правильное количество воды имеет решающее значение: слишком мало - и смесь будет сухой и рассыпчатой; слишком много - и бетон будет слабым и склонным к растрескиванию.

The соотношение воды и цемента является важнейшим фактором, определяющим прочность и долговечность бетона. Типичное соотношение В/Ц составляет около 0,4-0,6То есть на каждый фунт цемента приходится примерно 0,4-0,6 фунта воды.

Агрегаты (песок, гравий, щебень)

Агрегаты составляют основную часть бетона (около 60-75% от общего объема) и обеспечивают прочность конструкции. В их состав обычно входят такие материалы, как песок, гравий или щебень. Без заполнителей вы получили бы тяжелый и дорогой цементный блок, который бы трескался по всему периметру. Заполнители обеспечивают прочность, устойчивость и даже снижают стоимость.

Они бывают двух типов: мелкие заполнители (например, песок) и крупные заполнители (например, гравий или щебень). Смесь и размер этих заполнителей могут варьироваться в зависимости от того, для чего используется бетон.

Примеси (необязательные, но распространенные)

Хотя три вышеперечисленных ингредиента - это все, что технически необходимо для изготовления бетона, большинство современных смесей включают в себя примеси-Химические вещества или добавки, улучшающие определенные свойства. Некоторые распространенные типы включают:

• Пластификаторы (водопонижающие средства) - Сделайте смесь более легкой в работе, не добавляя лишней воды.
• Ускорители - Ускоряет процесс полимеризации (полезно в холодную погоду).
• Замедлители - Замедляет затвердевание (полезно в жаркую погоду или при больших объемах заливки).
• Воздухоудерживающие средства - Создайте крошечные воздушные пузырьки для повышения морозостойкости.
• Суперпластификаторы - Позволяет использовать очень текучий бетон (используется в высокопрочных или самовыравнивающихся смесях).

Добавки особенно важны при использовании специализированных бетонов, таких как высокоэффективные конструкции или декоративный бетон.

Что такое соотношение для дозирования бетона?

Когда мы говорим о соотношении компонентов для бетона, мы в основном имеем в виду, сколько каждого ингредиента входит в состав смеси. Базовая пропорция смеси для бетона (часто используется в небольших проектах, таких как патио, тротуары или плиты).

Типичное сочетание, о котором вы можете услышать, - это соотношение 1:2:3.. Это означает:

• 1 часть цемента
• 2 части песка (мелкий заполнитель)
• 3 части гравия или щебня (крупный заполнитель)

Затем вы добавляете вода - обычно около 0,5 частив зависимости от вида работ и климата. Соотношение воды и цемента очень важно. Большее количество воды облегчает работу с бетоном, но может сделать его слабее. Меньшее количество воды делает бетон прочнее, но его труднее заливать и отделывать.

Эта смесь 1:2:3 отлично подходит для бетона общего назначения, такого как подъездные пути, тротуары и плиты. Но для более тяжелых работ, таких как опоры мостов или высотные здания, смесь может быть изменена. Инженеры скорректируют пропорции и даже добавят другие материалы, чтобы убедиться, что бетон соответствует требуемой прочности и долговечности.

Дозирование может осуществляться по объему (с помощью ведер или лопат) или по весу (что более точно и используется в больших проектах). В любом случае, последовательность является ключевым моментом. Вы хотите, чтобы каждая партия была как можно ближе к одинаковой, чтобы конечная конструкция была прочной и безопасной.

Как делают бетон?

Итак, теперь, когда мы знаем, что в него входит, как же на самом деле его сделать?

Это не ракетостроение, но в этом определенно есть свое искусство.

Шаг 1: Правильное сочетание

Прежде всего, вам нужны правильные пропорции. Это часто называют "составом смеси". Для разных работ нужны разные смеси. Например, для тротуара нужен не тот же бетон, что для моста.

Обычное соотношение для основного бетона - 1 часть цемента, 2 части песка, 3 части гравия и примерно половина части воды. Но, опять же, это соотношение может варьироваться.

Цель - соблюсти баланс между прочностью, долговечностью и обрабатываемостью. Если он слишком сухой, его трудно заливать. Слишком влажный - может оказаться недостаточно прочным.

Шаг 2: Смешиваем все вместе

После того как вы отмерили ингредиенты, настало время смешать их. Для небольших работ это можно сделать вручную, но для больших проектов используются миксеры - либо портативные барабанные миксеры, либо большие грузовики, которые вы видите крутящимися по дороге.

В него бросают все: сначала заполнители, потом цемент, потом воду. Затем все перемешивается до однородности. Никаких сухих участков. Никаких чрезмерно влажных участков. Просто хорошая, равномерная смесь.

Шаг 3: Заливка бетона

После того как все перемешано, нужно действовать быстро. Бетон начинает застывать довольно быстро. После заливки в формы он распределяется и выравнивается. Этот этап называется укладкой и стяжкой.

Затем его разглаживают с помощью поплавка. Для больших поверхностей можно использовать электроинструменты, чтобы сделать их ровными и красивыми.

Шаг 4: Затвердевание бетона

А вот часть, которую часто упускают из виду: отверждение. Это не просто дать ему высохнуть. Отверждение - это поддержание влажности, чтобы он мог правильно затвердеть. Процесс гидратации, о котором мы говорили ранее? Он требует времени. Обычно несколько дней, иногда недель.

Если бетон высыхает слишком быстро, он может растрескаться или стать слабее, чем должен быть. Чтобы удержать влагу, бетон опрыскивают водой, накрывают полиэтиленом или используют отверждающие составы.

Шаг 5: Завершающие штрихи

После отверждения иногда требуется дополнительная отделка, например, герметизация для защиты от воды и пятен или придание текстуры, если речь идет о декоративной поверхности.

[Связанные: Как долго сохнет бетон?]

Заключение

Бетон может показаться простым материалом, но это высокотехнологичная смесь ингредиентов, которые работают вместе, обеспечивая прочность, долговечность и универсальность. Основные компоненты -цемент, вода и заполнители-составляют основу микса, в то время как примеси и дополнительные материалы тонкая настройка свойств для удовлетворения широкого спектра строительных потребностей.

Независимо от того, заливаете ли вы тротуар или возводите небоскреб, понимание составляющих бетона помогает обеспечить более высокие эксплуатационные характеристики, снизить затраты и создать более устойчивую среду.