Цементный бетон: состав, применение, основные виды и свойства

Содержание

состав, применение, основные виды и свойства

Цемент – наиболее распространенный вяжущий компонент, используемый при изготовлении бетонов. Бетонные смеси на основе цемента, песка и крупного заполнителя используются в частном и крупномасштабном домостроении, при строительстве объектов гражданского, производственного, инфраструктурного назначения. Область применения определяется классом прочности бетона и другими техническими параметрами.

Основные характеристики бетонов на основе цементного вяжущего компонента

Технические условия на тяжелые и мелкозернистые бетоны регламентируются ГОСТом 26633-2012. В соответствии с этим нормативом строительный материал классифицируют по:

  • назначению – на конструкционный и специальный;
  • типу заполнителя – плотного или специального, наиболее распространенные плотные крупные заполнители: гранитный, гравийный, известняковый;
  • прочности на сжатие по истечении проектного периода – классы В3,5-В100;
  • средней плотности – тяжелый D2000-D2500, мелкозернистый – D1800-D2300;
  • морозостойкости – F50-F1000;
  • водонепроницаемости – W2-W20.

Области применения цементных бетонов

Для каждой области применения выбирают материал с оптимальными техническими характеристиками.

Конструкционные бетоны

В зависимости от предназначения, применяют материал следующих классов:

  • Невысокой прочности, В7,5-В10. Используется для создания подготовительного слоя («подбетонка») при устройстве фундамента. На этот слой укладывают арматурный каркас. Бетонная смесь используется при благоустройстве участка – для заливки дорожек невысокой проходимости, укладки бордюрного камня.
  • В15. Используется для заливки бетонных полов, стяжек, дорожек, площадок. В качестве материала для фундамента может применяться только на устойчивых грунтах при строительстве малогабаритных легких сооружений.
  • В20-В25. Наиболее популярен для: сооружения фундаментов в малоэтажном строительстве, возведения монолитных стен, изготовления ЖБИ, заливки полов и стяжек.
  • В30 и более. Материалы, практически не применяемые в малоэтажном строительстве. Используются при возведении многоэтажных зданий, в мостостроении, для заливки полос аэродромов. Способны выдерживать значительные вертикальные динамические нагрузки.

Специальные бетоны

При производстве этих материалов используют специальные добавки, обеспечивающие возможность сохранять рабочие характеристики в экстремальных условиях.

  • Жаростойкие бетоны. Используются при возведении труб ТЭЦ, сооружении металлургических цехов, промышленных печей.
  • Гидротехнические. Предназначены для создания плотин, дамб, каналов. Отличаются высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью.
  • Кислотоустойчивые. В состав входит жидкое стекло. Являются достойной альтернативой керамике и пластинам из свинца. Применяются для создания конструкций, которые будут эксплуатироваться в агрессивных средах.
  • Гидратные. Обеспечивают защиту от биофакторов и высокого уровня радиоактивности. Необходимы при строительстве АЭС и предприятий по переработке радиоактивных отходов.

Особенности изготовления бетона

Свойства бетона определяются характеристиками его компонентов, соблюдением технологий изготовления и заливки.

Основные требования к компонентам бетонной смеси

  • Цемент. Его необходимо приобретать у проверенных производителей, он должен соответствовать сроку годности.

Внимание! Срок хранения цемента зависит от его марки, типа и габаритов упаковки. Как правило, срок хранения цемента марки 600 – не более трех месяцев, 400 и 500 – 6 месяцев. Хранить этот тип вяжущего необходимо в сухом помещении, при плюсовых температурах и в герметичной упаковке.

В частном строительстве обычно применяют портландцемент марок 400 и 500 с количеством минеральных добавок, не превышающим 20%.

  • Мелкий заполнитель – песок. При строительстве фундаментов и других ответственных конструктивных элементов зданий используется только песок, предназначенный для строительных работ и соответствующий ГОСТу 8736-2014. Он может быть речной, очищенный от ила и органики, намывной или сеяный карьерный.
  • Крупный заполнитель. Для тяжелых бетонов это гранитный, гравийный, известняковый щебень. В частном строительстве в общем случае оптимальным вариантом является гравийный щебень, для которого характерно сочетание достойных технических характеристик и доступной стоимости.
  • Вода. Рекомендуется брать воду из водопровода питьевого назначения или отдавать ее на анализ в лабораторию на предмет наличия в ней примесей, негативно влияющих на качество конечного продукта.

Пропорции компонентов зависят от марки цемента и требуемого класса прочности бетона.









Класс прочности бетона/марка

Соотношение компонентов по массе, кг

Цемент:песок:щебень

Для цемента М400

Для цемента М500

В7,5/М100

1:4,6:7

1:5,8:8,1

В10-В12,5/М150

1:3,5:5,7

1:4,5:6,6

В15/М200

1:2,8:4,8

1:3,5:5,6

В20/М250

1:2,1:3,9

1:2,6:4,5

В22,5/М300

1:1,9:3,7

1:2,4:4,3

В30/М400

1:1,1:3,5

1:1,6:3,2

Цементный бетон

Цемент является самым распространённым видом вяжущего вещества. При смешивании с водой или другой жидкостью, цемент образует густую смесь, со временем она затвердевает и приобретает прочность, сопоставимую с показателями натуральных каменных пород. Компоненты для изготовления цементного бетона достаточно распространены, чтобы добывать их в промышленных масштабах почти в любом регионе. Это сделало цементные бетоны самым распространенным видом строительных материалов. По оценкам аналитиков, в общем объёме производства бетонов, цементные бетоны занимают не менее 65%.

Цемент производится из клинкера — естественного горного материала. Существуют разные технологии приготовления клинкера, часто для придания будущему раствору особенных свойств в его состав при помоле вводятся дополнительные химические вещества: наполнители, активные минеральные вещества с гидравлическим или пуццолановым эффектом или другие специализированные добавки.

Наибольшее распространение при производстве бетона получил портландцемент.

Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, его производят тонким измельчением клинкера и гипса (до 3,5%). Часто на мельнице при помоле в состав портландцемента вводятся минеральные добавки: шлак (до 20%), глиеж (до 10%) и другие активные минеральные вещества — до 15%. Портландцемент бывает разных видов:  белый, белитовый, цветной, гидрофобный, высокопрочный, дорожный, низкотермичный, песчанистый, пластифицированный, пуццолановый. Можно сказать, что портландцемент — на редкость удачное сочетание компонентов вяжущего вещества. Рецептура портландцемента была выработана двумя выдающимися учёными, одновременно и независимо друг от друга. Англичанин Джозеф Аспдин запатентовал  портландцемент 21 октября 1824 года, приблизительно в это же время наш соотечественник Е. Г. Челиев получил и применил похожий состав.

 

Компонентный состав портландцемента






Трехкальциевый силикат (алит)
3 СаО × SiO2 40–65%;
Двухкальциевый силикат (белит) 2 СаО × SiO2 15–45%;
Трехкальциевый алюминат 3 СаО × Al2O3 4–12%;
Четырехкальциевый алюмоферрит 4 СаО × Al2O3 × Fe2O3 12–25%.

 

Сегодня существует бесчисленное количество различных рецептур для приготовления цементных бетонов, свойства и характеристики бетонного раствора в каждом случае будут отличаться. Среди цементных бетонов особенно выделяются декоративные бетоны, изготавливаемые на основе белого цемента, различные цветные бетоны; бетоны для самонапряженных конструкций и, наконец, бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).

Что такое цементный бетон? — UltraTerm

В строительстве используются разные типы бетона, отличающиеся главным компонентом: известковый, на основе гипса и др. При изготовлении цементного бетона главным компонентом является цемент. Такая смесь получила наибольшее распространение. Цемент в данном случае выполняет вяжущую функцию и дополнен другими составляющими: песком, щебнем и обязательно водой. Особенность его в том, что свои прочностные свойства он приобретает, уже непосредственно находясь в конструкции.

Изготовление цементного бетона

Свойства смеси и будущей конструкции во многом зависят от того, какого качества компоненты использованы при производстве.

  • Главный компонент – цемент. Он должен иметь нормальный срок годности (зависит от марки). Покупать эту вяжущую составляющую нужно у производителей с хорошей репутацией, а хранить в сухом месте. Важно следить за герметичностью упаковки.
  • Второй компонент – мелкий заполнитель. В этой роли выступает песок. Он должен соответствовать ГОСТу, чтобы подходить для строительства ответственных элементов зданий. Для смеси используют карьерный, намывной или речной песок, который очищен от посторонних примесей.
  • Третий компонент – крупный заполнитель. В качестве него берут щебень. Для частного строительства подходит гравийный, его отличает доступная стоимость и отличные технические характеристики.
  • Четвертый – обязательный компонент – вода. Она должна быть очищена от примесей, которые могут негативно отразиться на качестве готового бетона.

Конкретные пропорции всех составляющих зависят от того, бетон какой прочности и марки требуется получить.

Сфера применения бетона охватывает производство железобетонных изделий, крупных деталей для несущих конструкций. С его помощью строят тоннели метро, мосты, различные гидротехнические сооружения, заливают фундамент зданий.

По ссылке https://xn--90aie0abdqm8h.xn--p1ai/ производитель бетона «Союзбетон» предлагает качественную готовую продукцию, аренду спецтранспорта, доставку стройматериалов на объекты.

Цементный раствор

Эта смесь состоит из 4 компонентов, так же как и бетон. Ее готовят из сухого цемента, кварцевого песка, пластификаторов и воды. Основное отличие от бетона – отсутствие в составе крупных наполнителей (гравия или щебня).

Сфера применения раствора не ограничивается только изготовлением бетона. Цементный раствор необходим при производстве штукатурки, применяется при ремонте стен, потолка, пола. Он применяется во время создания кирпичной кладки.

Цементный бетон можно сделать самостоятельно, находясь на строительной площадке. Но соблюсти все пропорции и требования при этом практически невозможно. Поэтому нельзя быть уверенным в безопасности и долговечности возводимого объекта. Оптимальный вариант – покупать готовый продукт у заводов-изготовителей, соблюдающих все ГОСТы.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН — это… Что такое ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН?

ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН

то же, что тяжёлый бетон.

Большой энциклопедический политехнический словарь.
2004.

  • ЦЕМЕНТНОДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ
  • ЦЕМЕНТОВОЗ

Смотреть что такое «ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН» в других словарях:

  • цементный бетон — cementbetonis statusas T sritis chemija apibrėžtis Betonas, kurio rišiklis yra cemento ir vandens reakcijos produktas. atitikmenys: angl. cement concrete rus. цементный бетон …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Цементный бетон —         общее название Бетонов, для приготовления которых в качестве вяжущего вещества используется Цемент (главным образом Портландцемент и его разновидности). Способность твердеть в обычных условиях и высокие физико механические свойства… …   Большая советская энциклопедия

  • Бетон — – строительный материал, искусственный камень, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества (цемента или др.), заполнителей и воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки. По назначению различают бетоны обычные… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

  • БЕТОН — БЕТОН, искусственный строительный материал, состоящий из вяжущего вещества и частиц каменных пород, кирпича и т. д. В качестве вяжущего вещества обычно применяется цемент портландский и другие (см. Цемент), имеющий вид порошка и при затворении… …   Большая медицинская энциклопедия

  • БЕТОН — искусственный огнестойкий строительный материал, изготовляемый из водяного раствора вяжущего вещества, смешанного с инертными материалами (песком, гравием, щебнем, шлаком, пемзой, асбестом и др.). Смесь укладывается в прочную деревянную опалубку… …   Технический железнодорожный словарь

  • Бетон — (франц. béton)         искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения; один из… …   Большая советская энциклопедия

  • БЕТОН — (франц. ЬёЧоп, от лат. bitumen горная смола) искусств. кам. материал, получаемый из смеси вяжущего материала (с водой, реже без неё), заполнителей и спец. добавок (в нек рых случаях) после её формования и твердения; один из осн. строит.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • БЕТОН — твердеющая без обжига смесь растворов вяжущего вещества (известь, цемент, песок) с балластом или наполнителем (щебень, гравий, шлак и др.), служащим для удешевления и уменьшения веса или уменьшения теплопроводности Б. В с. х. строительстве Б. на… …   Сельскохозяйственный словарь-справочник

  • ТЯЖЁЛЫЙ БЕТОН — обычный (цементный) бетон, наиболее распространённый вид бетона со ср, (по объёму) плотн. 1800 2500 кг/м3, получаемый на заполнителях из плотных горных пород. Достаточно плотная структура Т. б. обусловлена рациональным подбором его состава и… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Гель цементный — продукты гидратации силикатной фазы портландцементного клинкера аморфизированного и слабокристаллизованного строения в виде хлопьеобразной агрегированной массы из округлых частиц, чешуек волокнистой и иглообразной формы размером 1 0,01 мкм и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Книги

  • Высококачественный цементный бетон с улучшенными свойствами, Юай Юань, Ван Лин, Тянь Пе. Наука о материалах, безусловно, является базой технического прогресса. Строительные материалы занимают важнейшее место в материаловедении, а бетон является яркимпредставителем строительных… Подробнее  Купить за 2228 руб
  • Высококачественный цементный бетон с улучшенными свойствами, Юань Ю., Лин В., Пе Т.. Наука о материалах, безусловно, является базой технического прогресса. Строительные материалы занимают важнейшее место в материаловедении, а бетон является яркимпредставителем строительных… Подробнее  Купить за 1645 руб
  • Как все-все устроено, Кошевар Дмитрий Васильевич. Почему лифт с большим количеством пассажиров не падает, батареи обогревают помещение, а из крана течет теплая вода? Можно ли в течение часа собрать и разобрать дом, почему твердеет цементный… Подробнее  Купить за 696 руб

Другие книги по запросу «ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН» >>

Чем отличается бетон от раствора: состав и применение

Многие довольно часто путают понятия раствора и бетона. Но все-таки разница между ними есть. Давайте узнаем в чем она заключается, что собой представляют данные материалы, каковы их особенности?

Обозначение понятий

  • Цементный раствор – это состав, созданный из воды, песка, цемента. Кроме того, к этому перечню часто добавляют разные пластификаторы, повышающие в растворе прочность, выдержку минусовых температур, устойчивость к влаге и другие качества.
  • Бетон являет собой искусственный камень, созданный благодаря соединению воды, цемента, больших и малых заполнителей, которыми могут служить галька, щебенка либо гравий. Бетоном также называют композит, сформированный из специальной застывающей смеси.

Вернуться к оглавлению

Отличительные черты цементных растворов

По назначению

Раствор цемент используют для кладки, монтажа крупногабаритного сооружения и других работ.

Цементные растворы применяются для стяжки напольных покрытий под линолеум, ламинат, паркет, обычную доску. Зачастую цементным раствором заливают швы между блоками, плитами и иными бетонными монолитами, чтобы их скрепить. Кроме того, составом штукатурят стены, уплотняя их, придавая эстетическую форму, а также отделывают верх уложенных бетоном площадок, ступеней.

В отличие от бетонного композита цементный раствор не требует крупных наполнителей. Ему достаточно песка. Иногда во время его изготовления добавляются пластификаторы для улучшения качеств сего состава. Внутри подобных растворов должно быть максимум 5 % инородных веществ. Большинство мастеров используют готовый заводской раствор. Особенно при масштабном строительстве. Годен такой состав не больше 3 часов. Учтите этот факт во время проведения строительных работ.

Если не устраивает покупной продукт, цементную смесь можно приготовить и самостоятельно. Однако здесь следует придерживаться всех условий, рекомендуемых ГОСТом. Самым важным из них является просеивание смеси посредством сетки с отверстиями максимум 10/10 мм. Это обеспечит однородность состава, устранит комки, крупные камешки, кусочки щебенки. Цементные смеси могут применяться в качестве клеящего средства для кладки кафеля. Здесь к раствору подмешивают клей ПВА.

Вернуться к оглавлению

Разновидности по составу

По своему составу такого рода растворы делятся на:

  • Для приготовления самого простого цемента понадобится мел и каолин.

    Цементный. Песок смешивается с цементом соотношением 3:1, затем все это размешивается с водой. Срок годности такого состава – не более часа. Он не особо пластичный, однако, уровень прочности заслуживает похвал.

  • Известковый. В таких же пропорциях – 3:1 – песок мешают с известью. Для быстрейшего твердения к основному составу раствора подмешивают гипс. Но это значительно уменьшает время пригодности такой смеси. С ней можно работать всего несколько минут. Применяется во время кладки стен для скрепления бетонных блоков или кирпичей.
  • Цементно-известковый. Здесь цемент разводится не водой, а разбавленной жидкой известью. Данная смесь обладает повышенной прочностью, очень пластична, легко поддается работе. Зачастую таким составом отделывают напольное покрытие, стены и потолки.

Вернуться к оглавлению

Наличие минеральных примесей и их преимущества

Опытные мастера часто добавляют в цемент минеральные примеси:

  • кремнезем;
  • маленькие гранулы шлака;
  • летучую золу;
  • известняк.

Эти примеси намного повышают качества смеси. Цементы марок CEM III, CEM IV, CEM V имеют внутри своего состава очень много минеральных примесей. В цементных растворах CEM ІІ присутствует всего 20 % таких добавок, а CEM І не имеет их вообще.

Эти примеси добавляют материалу пластичности, быстрого затвердевания, значительно увеличивают сроки эксплуатации готового продукта, обеспечивают ему устойчивость к разным разрушительным воздействиям окружающей среды.

Вернуться к оглавлению

Характерные отличия бетона

Основные составляющие

Основные составляющие бетона.

Бетонный композит благодаря добавленной воде способен из рассыпчатого вещества перерождаться в затвердевший камень. В бетоне цемент является основным вяжущим компонентом, гарантирующим быструю сцепку и твердение.  Данный строительный материал используется при сооружении массивных несущих построек. Этим он и отличается от цементного раствора. Главными составляющими бетонного композита являются:

  • цемент;
  • песок;
  • гравий, как заполнитель.

Цемент лучше использовать определенных сортов. Строители больше всего предпочитают портландцемент, который считается довольно тяжелым, с высоким уровнем прочности, маркируется обозначениями М350-М500. Цемент меньшей маркировки сюда не подходит. Его можно использовать только для создания цементного раствора. Песок для бетона используется только из речки, он должен быть чистым, без глины. По поводу маркировки песка ограничений здесь нет.

Заполнителем для бетонного композита может выступать щебень, гравий либо шлак как крупных, так и мелких сортов, наделяющих состав более высокой надежностью. Если в роли наполнителя применяется гравий, то лучше использовать данный материал гранитной породы, так как другие его разновидности со временем начинают распадаться, нарушая тем самым структуру готового изделия.

Если заполнителем является щебенка, то желательно полностью скрыть данный наполнитель внутри раствора. Это можно сделать, подмешав в состав для лучшей вязкости чуть больше песка.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные примеси

К ним относятся пластификаторы, армирующие вещества.

Вернуться к оглавлению

Пластификаторы

Лучшим из своего рода является пластификатор С-3. Его главная обязанность – намного повысить уровень сцепки бетона с армирующей основой, обеспечить композиту повышенную пластичность, стойкость перед негативным воздействием окружающей среды. Посему даже внутрь обычной бетонной смеси желательно подмешивать малость пластифицирующих веществ.

Вернуться к оглавлению

Армирующие примеси

Когда бетон нуждается в особой крепости, стойкости, к примеру, во время заливки фундаментной основы под строение на неустойчивой почве, внутрь раствора добавляют особые армирующие примеси.

Материалы с подобными добавками используют также для производства массивных железобетонных конструкций. При добавлении подобных примесей стараются добиться, чтобы готовый продукт обладал хорошей прочностью на сжимание, а также выдерживал сильное растяжение.

Среди подобных примесей наибольшей популярностью пользуются:

  • металлические нити особого типажа;
  • стекловолокна;
  • полимерные волокна;
  • волокна из базальта.

Базальтовое волокно.

Среди них выделяется базальтовое волокно. Оно не поддается загниванию, высоким температурам при пожарах, плюс к этому владеет высочайшей прочностью.

Но перед тем как приступить к смешиванию, внимательно изучите описание, прилагаемое к данной добавке. Четко придерживайтесь указанной в нем рецептуры – добавляйте к смеси именно то количество армирующего вещества, которое советуют производители.

Вернуться к оглавлению

Разновидности бетона

По массе:

Вернуться к оглавлению

По назначению:
  • специальные – устойчивые к химическим реакциям, радиоактивным излучениям, высоким пожароопасным температурам и минусовым показателям термометра;
  • конструктивные – предусмотрены для несущих конструкций из бетона, железобетона;
  • напрягающие – пропитанные монополимерами,

Вернуться к оглавлению

По типу вяжущего вещества:
  • гипсовые – произведенные из шлаковых материалов с добавлением гипсоангидритовых вяжущих компонентов;
  • цементные – в основе состава лежит портландцемент;
  • силикатные – смесь вяжущего известкового сырья и алюминатных либо силикатных материалов.

Вернуться к оглавлению

Подведение итогов

Среди всех отличительных черт бетонной смеси и цементного раствора можно выделить четыре основных различия:

  1. Сфера применения. У бетона более широкий спектр применения. Он может использоваться практически во всех строительных работах, чего не скажешь о цементном составе, который применяют лишь для кладки стройматериала, заделки трещин, штукатурки.
  2. Состав компонентов. Благодаря различным наполнителям и армирующим веществам бетон способен обладать наивысшей категорией прочности. У цементного состава этого нет.
  3. Декоративные качества. Отсутствие крупных заполнителей позволяет цементному раствору выступать, как декоративное средство для отделки фасадов зданий. Бетон, в свою очередь, на это неспособен.
  4. Срок службы. Приготовленный по правилам бетонный композит с годами становится только крепче, может устоять перед любыми негативными воздействиями и нагрузками, посему является отличным материалом для закладки фундамента. Цементный же раствор, какого качества бы он ни был, со временем все равно начинает трескаться и сыпаться.

Про бетон, состав бетона

В этой небольшой статье я хотел бы рассказать об основных свойствах и характеристиках бетона, его укладке, сроках схватывания и других потребительских качествах этого незаменимого в строительстве материала. Мне не хотелось бы молоть воду в ступе и цитировать здесь энциклопедические данные про бетон, которые Вы могли бы без труда найти в любой статье, кои копируются с сайта на сайт в большом количестве, и с практической точки зрения — малополезны. Терминология и построение текста подобных повествований способны ввести в заблуждение даже людей, знающих предмет разговора. Я когда-то пытался почерпнуть какую-либо нужную информацию про бетон, но чаще сталкивался либо с суконным языком ГОСТов, либо вот с такими экзерсисами. Мне, как практикующему строителю, хотелось бы рассказать о самом необходимом, и конечно, я постараюсь это сделать простыми словами: без «конгломератного строения камнеподобных материалов разливных форм»

Быстрая навигация по разделу:

Состав бетона.

Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон — подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором либо пескобетоном, правда в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности). Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок — 2 части, Вода — 1/2 части. Например: цемент — 330 кг., щебень — 1250 кг., песок — 600 кг., вода — 180 литров. Естественно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п.
Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве бетона на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.

Цемент и вода — главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция — связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) — главнейшая задача в производстве бетона. Речь ведь не только о количестве воды и цемента, введённых в бетон. С этим, как раз, всё просто. Важно учесть все нюансы: влажность щебня и песка, их влагопоглощение и т. д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень. Многие наверно сталкивались с этим самым камнем, когда откупоривали мешок цемента, оставшийся лежать в сарае с прошлого лета 🙂 Ну и что же получается. Цемент и вода — сами себе камень. Как-будто — вполне самодостаточный материал. А вот и нет. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители:

  • Крупные заполнители: щебень
  • Мелкие заполнители: песок

Роль этих заполнителей — создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате — готовый бетон даёт меньшую усадку. Также увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках). Заполнители существенно удешевляют бетон. Ведь цемент стоит значительно дороже чем щебень и песок.

В начале статьи Вы читали о примерных пропорциях основных компонентов бетонной смеси. Давайте теперь переведём весовые доли в объемные и посчитаем:

  • Цемент 0.25 куб.м (330 кг. Насыпная плотность цемента в среднем 1300 кг на куб.м)
  • Вода 0.18 куб.м. (180 литров. Литры, они и в Африке литры)
  • Щебень 0.9 куба (1250 кг. При насыпной плотности 1350 кг на куб.м.)
  • Песок 0.43 куба (600 кг. При насыпной плотности 1400 кг/куб.)

Итого, если всё разложить и разлить по разным посудинам, мы получим общий объем 1.76 кубометра! Как же это всё помещается в один куб бетона. Просто. Берём литровую банку и засыпем её щебёнкой по горлышко. Между отдельными зернами будет много свободного места (межзерновая пустотность). И вот эту саму пустотность мы засыпаем двумя стаканами песка, одним стаканом цемента, и стаканом воды, при этом, потряхивая и помешивая. И всё влезет! В результате подобных манипуляций мы получаем совершенно плотную субстанцию. Все поры заполнены, все заполнители упёрлись друг в друга. Если бетон не шевелить и не трогать, он довольно быстро начинает твердеть (застывать). При вибрировании, перемешивании, бетон снова переходит в пластичное состояние. (тиксотропия). Как Вы только от него отстанете — он снова начнёт превращаться в плотную упругую массу.

Пожалуй, ещё несколько строк о крупном заполнителе (щебне).

Прочность (марка) щебня должна быть примерно в 2 раза больше, нежели расчётная марка бетона. Делается это из-за того, что проектная (28 суточная) марка бетона — всегда значительно ниже, чем его реальная прочность, которую он наберёт через полгода или год. Прочность же щебня — не растёт со временем. Вот их и нивелируют. В любом случае, всё это делается в виде не нормируемого проектными требованиями запаса прочности. Как говорится — на всякий пожарный. Вот выкладка из ГОСТ 26633-91, про соотношение марки щебня и марки бетона.

Совсем кратко об основных видах щебня.

  • Известняк. Средняя прочность (марка) 500-600. Отдельные виды известняковых наполнителей (до 800) вполне пригодны чтобы изготовить бетон вплоть до марки М-350, но в виду более низкой морозостойкости, известняк как правило используют для производства бетонов марок м-100 — м-300.
  • Гравий. Прочность основных видов гравия (800-1000) достаточна для изготовления марки бетона вплоть до М-450. (обычно, не выше м-400) Самый распространённый вид наполнителя. Обладает всеми хорошими качествами, необходимыми для получения большинства бетонных смесей. Для индивидуального строительства я выбрал бы его. Бетон на гравии — дешевле. Для тех марок бетона, которые используют в частном строительстве — прочность более чем достаточна. Да и радиационный фон меньше чем у гранита.
  • Гранит. Наиболее прочный из перечисленных наполнителей. Из дополнительных преимуществ перед предыдущими имеет более высокие показатели (м до 1400), низкое водопоглощение и в следствие этого — повышенную морозостойкость. Например, при строительстве дорог, современными ГОСТ-ами разрешено использовать только гранитный щебень.

Конечно, не всё так просто со щебнем. Есть ещё много нюансов, вносящих свои коррективы: лещадность, % зерен слабых пород и т.д. и т.п. Но об этом, как-нибудь в следующий раз.

Во всех информационных материалах, прайс-листах и т.д. бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-. Давайте вкратце расскажу про каждый из этих параметров.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Они могут посоветовать бетон той или иной марки или класса. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно.

Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием специальным прессом кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современных проектах бетон обозначается в классах. В общем и целом, класс бетона — параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах — прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения. Не буду Вам морочить голову с коэффициентами вариации прочности, и прочими техническими нюансами. В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: бетон какого класса должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю — насколько это соблюдается, потому как 90% строительных организаций почему-то заказывают бетон в марках :-).

Для Вас главное — чтобы привезённый Вам бетон соответствовал той марке, которую Вы собственно заказывали. Проверить конечно можно, но не сразу. Что стоит сделать.

При разгрузке бетона, взять пробу и отлить пару-тройку кубиков размером 10х10х10 см. или 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера. Перед тем как залить бетон в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем-то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики храните при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

Через 28 дней Вы можете с чистой совестью принести всё это великолепие в любую независимую лабораторию. Вам там всё это подавят и вынесут вердикт — соответствует ли бетон заявленной марке или не соответствует. Впрочем, не обязательно ждать 28 дней, для этого существуют промежуточные стадии твердения в возрасте 3, 7, 14 суток. В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности (естественно при условии нормальной температуры) В сырое и холодное время года сроки схватывания бетона и период его твердения существенно увеличиваются.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб-кубиков:

  • Не разбавляйте бетон водой в автобетоносмесителе.
  • Берите пробы непосредственно с лотка бетоносмесителя.
  • Тщательно уплотняйте бетонную смесь в формах штыкованием (картошка-пюре)
  • Храните пробы в надлежащих условиях: не на солнце и не на печке :-)) Лучше в прохладном подвале, или просто в тени.

Вот и всё про кубики. Если Вы вдруг забыли взять пробы, а знать, что у Вас всё в порядке хотелось бы, — обратитесь в независимую лабораторию, которая может провести замер прочности на месте. Для этого существуют так называемые неразрушающие методы исследования прочности: проверка методами ударного импульса прибором склерометром. В народе называется — простучать бетон. Так же используются ультразвуковые и иные методы определения прочности.

Переходим к другим важным параметрам бетона. А именно:

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса.

Все эти термины, в общем, говорят об одном и том же. Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-3) либо так: осадка конуса 10-15 см. Для практического применения важно знать следующее:
Для стандартных монолитных работ применяется бетон подвижности П-2 — П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью п-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Подобная бетонная смесь может называться — литой бетон. (в эпоху развитого социализма литым считался бетон с осадкой конуса от 12 см.- чуть больше чем п-2) Подобные виды бетонной смеси хорошо переносят укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогичную подвижность бетона стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется бетононасос

Есть ещё такое понятие как — жесткость бетона. Обозначается буквами Ж1-Ж4. В основном, когда говорят о жестком, имеют в виду тощий бетон, используемый, в основном, в дорожном строительстве. Он отличается пониженным содержанием воды и цемента. Про сверхжесткие виды я писать не буду. Вряд ли Вам это понадобится.

Для облегчения заливки и при отсутствии на объекте вибраторов, прорабы и строители зачастую увеличивают подвижность, разбавляя бетон в бетоносмесителе водой, что делать категорически не стоит! Ибо, водоцементное отношение — одна из ключевых пропорций, от которой напрямую зависит окончательная прочность бетона. Причём, даже незначительное разбавление смеси водой способно существенно снизить прочность на одну-две марки. Бетон расчётной марки м300, в результате разбавления водой, может легко показать м100 м200.

Увеличение подвижности бетонной смеси до показателей П4, П5, осадка конуса более 16 см. достигается исключительно за счёт применения на заводе добавок пластификаторов. Только так можно получить литой бетон, предназначенный для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматуры, либо при монолитных работах с применением бетононасоса. Разбавив бетонную смесь водой, Вы непременно ухудшите его качество.

Коэффициент морозостойкости бетона.

Обозначается буквой F с цифрой от 25 до 1000 и говорит о количестве циклов замораживания-размораживания, при котором бетон сохраняет свои изначальные прочностные характеристики (с допустимыми отклонениями). Какую практическую ценность этот параметр имеет для Вас? Ну если кратко, то: циклы замораживания оттаивания — это переходы влагонасыщенной бетонной конструкции из мокрого состояния, в состояние замерзшее и обратно.

Чем это чревато. Возьмём стандартную картину: увлажнение бетонных конструкций на примере капиллярного подсоса влаги из земли фундаментом дома. Вода, тающий снег, влажная земля и т.д., заполняет микропоры бетона по принципу, сродни фитилю в керосинке. Бетон здесь выступает в роли впитывающей губки. Затем эта вода в микропорах замерзает, а замерзнув — расширяется, раздирая всё, что ей мешает. Вот тут то и происходят изменения в структуре бетона: микротрещины и т.д. Причём, в следующий раз, вода, заполнив эти микротрещины и замерзнув, разорвёт их ещё больше.

Безусловно, всё происходит не так страшно, как я тут расписал, ведь фундаменты, как правило, защищены гидроизоляцией, отмостками, гидрофобизаторами. Увлажнение происходит не так интенсивно, не на всю толщину бетона и т.д. Но хотелось бы, чтобы Вы более-менее понимали природу процесса.

На бетонных заводах и бетоносмесительных узлах различных комбинатов, производящих ЖБИ, испытания контрольных образцов проводятся в критических режимах. Бетонный кубик буквально вымачивают в воде ( или спец растворе) с влагонасыщением по полной программе, и замораживают разом до -18. И так — с промежуточными замерами, до достижения критической точки, а именно — потери расчётной прочности. Количество таких циклов вода-лёд и есть коэффициент F. В таком режиме частично работают фундаменты на влагонасыщенных грунтах, опоры мостов, стоящие в воде, ну и прочие гидротехнические сооружения.

Для увеличения морозостойкости, бетонные заводы используют различные добавки в бетон, например воздухововлекающие и т.д. Но морозостойкость, увеличенная воздуховолекающими добавками (сверх нормы для этой марки бетона) — уменьшает его прочность. Там нашли тут потеряли. Наиболее хороших результатов в увеличении морозостойкости можно добиться, используя в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент. Все основные циклы происходят осенью и весной, когда перепады температур происходят каждый день из плюса в минус и обратно. В обычном строительстве, среднестатистическая морозостойкость F100-F200.

Следующий параметр бетона, о котором хотелось бы сказать, неразрывно связан с морозостойкостью.

Коэффициент водонепроницаемости..

Обозначается в накладных или паспортах на бетон, как коэффициент с буквой W. (W4,W8,W12, от 2 до 20). Водонепроницаемость бетона — способность не пропускать через себя воду под давлением. Если интересно узнать про методы опеределения водонепроницаемости — почитайте ГОСТ 12730.5—84. Для увеличения водонепроницаемости (сверх стандартной нормы для этой марки), в бетон, при его изготовлении вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки, либо используют в затворении смеси всё тот же гидрофобный или напрягающий цемент. В чем актуальность данного параметра для частного строительства? У бетона с высоким коэффициентом W есть пара плюсов таких как:

  • Возможность изготовления, без дополнительной гидроизоляции, подвалов в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Актуально, если заливка полов и стен произведена грамотно, без швов и перерывов в бетонировании. Вроде бы казалось, почему бы не проще сделать стандартную гидроизоляцию? Однако, качественно и технично её сделать — не так просто. Я не беру в расчёт профессионалов этого дела. Их мало, услуги их недёшевы. Чаще всего заказчику приходится иметь дело со всезнающими и всеумеющими строителями, от которых и стоит ожидать различных сюрпризов в процессе эксплуатации построенного. Скорее всего, косяки Вам налепят в области сопряжения пола и стен. Потому как — сначала сделают, а потом подумают, как всё это склеить.
  • Такой бетон, в принципе не боится морозов-оттепелей. Коэффициенты морозостойкости у него, очень высоки и рассчитаны на многолетнее использование в обычных условиях. Это может быть особо актуально для открытых, незащищённых конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах.

Однако, во всём этом великолепии есть один минус: производят такой бетон лишь высоких марок (с высоким содержанием цемента), поэтому — он стоит существенно дороже. Доставить на объект и уложить такой бетон — тоже непросто. Быстрое время схватывания не позволяет расслабиться. Всегда есть риск остаться один на один с неразбиваемой глыбой на стройплощадке. Да и немногие заводы способны обеспечить и гарантировать подобное качество смеси.

Есть альтернатива в виде самостоятельного использования специальных добавок, но где гарантия, что добавки введены в нужной пропорции, что они тщательно перемешались в бетоне. Опять же сомнение — добавлялись ли они вообще, или строители про них забыли, а затем вылили под кустик… Довольно часто, сам процесс строительства контролируется заказчиком весьма поверхностно. В основном контролируют результат, а что и как там внутри — мало кому известно. Об этом узнают лишь потом — в процессе эксплуатации: там потекло, а тут лопнуло. Ну да не будем о грустном.

В принципе, я упомянул лишь основные, но на мой взгляд — самые главные свойства бетона, которые могут быть актуальны для частного застройщика. На самом деле, бетон обладает ещё множеством различных свойств и характеристик, но на вопрос, — А надо ли оно вам, — я скорее услышу отрицательный ответ. ..

Внимание! Бетон может потерять качество:

  • В результате разбавления бетона водой на объекте. Сиё действо является родовой болячкой кустарей-прорабов и их подопечных. Густой бетон укладывать тяжелее чем жидкий. Как говорят на стройке: Водички добавь, он сам разольётся. Этого делать кактегорически не стоит. Избыточная вода в бетонной смеси не вступает в в хим. реакцию с цементом (цемент забирает столько воды, сколько ему необходимо для гидратации). Эта лишняя вода остается в бетоне в свободном виде. В дальнейшем, она испаряется, высыхает, а в структуре бетона образуются пустоты и поры. Они и снижают марочную прочность бетона.
  • В результате так называемого сваривания бетона, что чаще всего происходит из-за увеличенного времени миксера в пути, несвоевременной разгрузки, жаркой погоды и т.д.
  • В результате некачественного уплотнения бетонной смеси (укладка без вибрирования). В неуплотнённой бетонной смеси содержится существенное количество воздуха. Эти воздушные поры, пустоты, раковины, если их не ликвидировать вибрированием, могут существенно снизить марку бетона.

Надеюсь, что Вы не зря потратили свое время, читаю эту статью. Если у Вас остались какие-то недопонятые моменты, пишите на [email protected] и я постараюсь ответить на все, интересующие Вас вопросы, о бетоне и бетонировании. Успехов Вам во всех строительных начинаниях. С железобетонным приветом, Эдуард Минаев Avtobeton.Ru.

Вы можете ознакомиться с нашими ценами на бетон

Если Вас когда-либо мучил вопрос, — почему самодельный бетон всегда хуже заводского, почитайте сколько нюансов необходимо соблюсти, чтобы получить качественный товарный бетон. Возможно ли в кустарных условиях выполнить хотя бы треть тех требований…

Несколько слов о нюансах производства товарного бетона в условиях надвигающегося экономического кризиса.

Кому любопытно, можно почитать про важнейшую роль цемента в производстве бетона и ЖБИ

Цемент, бетон и пескобетон. Основные различия – ЖБИ России

Состав материалов

На сегодняшний день существуют разные виды цемента, обладающие определенными свойствами. Цементный раствор состоит из трех компонентов – это песок, вода и цемент. В свою очередь, под бетоном понимают строительный материал, состоящий из четырех основных компонентов, которые замешиваются в определенной пропорции: щебень, цемент, песок и вода.

В свою очередь цемент входит в состав бетона. Но, если в бетоне имеется щебень в качестве добавочного компонента, то в растворе цемента – песок. Для просеивания раствора цемента, как правило, используется сетка с ячейками не более одного сантиметра.

Пескобетон – популярный материал. По своему составу он представляет собой смесь портландцемента, песка, минеральных и органических добавок, по структуре – мелкозернистый плотный бетон.

Применение материалов

Бетон используется при строительстве различных строительных объектов любой высотности и сложности. Этот строительный материал надежен, практичен и относительно дешев. Это универсальный стройматериал, который не может быть заменен ни одним другим составом.

Бетон используется для возведения опорных конструкций, а также в устройстве фундаментов. Он не боится огня и влаги, может выдерживать большие нагрузки. Для различных задачи условий эксплуатации существуют специальные разновидности этого материала, различающиеся по своим свойствам.

Цементный же раствор чаще всего применяется для кладки фундаментов и прочих конструкций, расположенных ниже уровня грунтовых вод или подверженных атмосферным осадкам. На цементных растворах можно также класть стены из цементных блоков и кирпича.

Учитывая уникальные свойства такого строительного материала, как пескобетон, его широко применяют в строительстве. Он применяется повсеместно в реставрационных, ремонтных и строительных работах. Начиная от закладки фундамента и на всех дальнейших этапах строительства. Это легкий и безусадочный стройматериал, использование которого приводит к экономии денежных средств и к уменьшению нагрузки на грунт и саму конструкцию. Поэтому его еще используют на зыбких почвах.

Теперь вы знаете, чем отличаются вышеперечисленные стройматериалы. Выбор стройматериала должен всегда очень тщательно, исходя из задач и вида работ, которые нужно выполнить. Ведь от этого будет зависеть долговечность и качество произведенных работ.

Разница между цементом и…

Опубликовано 2 апреля 2020 г.

Что такое цемент?

Цемент — это связующее, с помощью которого можно склеивать различные строительные материалы. Наиболее распространенными типами, о которых думают в строительной отрасли, являются портландцемент и асфальтовый цемент. Портландцемент из важнейших ингредиентов бетона. Он может быть либо в виде сухого порошка перед добавлением воды, либо в виде пасты (строительного раствора), которая затвердевает и связывается со всем, к чему прикасается.

Портландцемент состоит из нескольких основных веществ, включая известняк, песок или глину, боксит и железную руду. Сюда также могут входить ракушки, мел, мергель, сланец, шлак и сланец. Эти различные компоненты смешиваются и нагреваются на заводах по переработке цемента с образованием твердого вещества, называемого клинкером. Затем клинкер измельчают до порошка, который можно смешать с водой до образования пасты.

Что такое бетон?

Бетон — прочный строительный материал, в котором в качестве одного из компонентов используется цемент.В бетоне есть четыре основных ингредиента: цемент, камень, песок и вода. Чем меньше воды добавлено в бетонную смесь, тем более прочной будет эта смесь.

Вода, используемая в бетоне, активирует цемент, который действует как связующее. Заполнители (крупные и мелкие) в смеси связываются цементом. Смеси, в которых используются более крупные заполнители, как правило, прочнее, чем смеси с более мелкими заполнителями.

Качество хорошего бетона

Хороший бетон должен обладать несколькими отличительными качествами.Прежде всего, смесь должна быть достаточно обработанной, чтобы ее можно было правильно укладывать и уплотнять. Да, меньше воды делает бетон более прочным, но если ваш бетон слишком сухой, вы не сможете закрепить его на месте.

Бетон может также соответствовать определенным спецификациям после того, как он затвердеет. Хороший бетон должен быть устойчивым к замерзанию, оттаиванию и воздействию химикатов против обледенения; водонепроницаемость; устойчивы к износу; и сильный. С учетом всех этих требований следует сосредоточить внимание на конструкции бетонной смеси.

Конструкция бетонной смеси

Процесс определения того, как создать этот оптимизированный бетон, называется составлением смеси. Есть пять основных компонентов, которые бетонщики должны учитывать при создании конструкции смеси: удобоукладываемость, прочность, долговечность, плотность и внешний вид.

Технологичность — это такое качество, которое позволяет бетону, о котором мы упоминали, укладывать с минимальными усилиями, а также может включать соображения относительно того, будет ли бетон закачиваться на место.Прочность является особенно важным фактором для конструкционного бетона, а долговечность определяет, как долго бетон прослужит. Плотность может способствовать прочности и долговечности, а внешний вид важен для декоративных бетонных работ.

Бетонное здание

Благодаря своей долговечности и прочности бетон является очень популярным строительным материалом. Он включает в себя все, от дренажных труб, которые проходят под нашими улицами, до стен современных домов.Он составляет основу многих наших небоскребов и тротуаров, по которым мы ходим каждый день.

Благодаря своей универсальности, строители могут просто заливать бетон любой формы, которая им нужна, а затем устанавливать ее без необходимости формовать, сгибать, резать или сваривать детали. Архитекторы ценят бетон за его энергоэффективность и чувство безопасности, которое он привносит в пространство.

Изолированные бетонные опалубки и деревянные рамы

Раньше дома обрамляли деревянным каркасом, но в последние несколько лет архитекторы стали уделять больше внимания бетону.Дерево уязвимо для термитов, повреждений от влаги, гниения, огня и многих других повреждений и разрушений. Для решения этих проблем архитекторы начали использовать изоляционные бетонные формы для ограждающих конструкций зданий.

Изолированные бетонные формы начинаются с больших блоков, сделанных из материала, подобного пенополистиролу. В этих блоках есть каналы, прорезанные в середине, похожие на шлакоблоки, и их легко складывать вместе. Строители возводят стену из этих блоков, забивают арматуру по каналам, а затем заливают их бетоном.

Дома, построенные с использованием этих изолированных бетонных форм, невероятно хорошо изолированы и долговечны. Они обеспечивают высокую степень звукоизоляции и практически водонепроницаемы. Они стали особенно популярными в прибрежных районах, где угроза ураганов требует от строителей поиска творческих способов строительства долговечных домов.

Узнать больше о цементе и бетоне

Хотя в нашей культуре термины «бетон» и «цемент» часто используются как синонимы, это не одно и то же.Цемент — это один из небольших компонентов бетона, тогда как бетон — это строительный материал, который стал неотъемлемой частью нашей культуры. Знание разницы между цементом и бетоном может помочь вам лучше понять один из основных строительных материалов, используемых вокруг вас каждый день.

Если вы хотите использовать бетон в своем следующем строительном проекте, загляните на остальную часть нашего сайта в Specify Concrete. Мы можем построить бетонные покрытия и конструкции в соответствии с вашими потребностями. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы найти ближайшего к вам производителя и начать работу с самыми популярными в мире строительными материалами.

Цемент против бетона: в чем разница?

Фото: shutterstock.com

Это старое клише мафии: парень оказывается не на той стороне Ла Коза Ностра и оказывается в цементных ботинках на дне реки. Ну, эти туфли могут быть сделаны из цемента, но мало что в мире состоит только из цемента и цемента. Бетон, однако, есть везде. Это даже в больших вращающихся барабанах тех повсеместных транспортных средств, которые мы неточно называем цементовозами.Неудивительно, что люди всегда смешивают эти осадочные смеси, которые похожи друг на друга и ведут себя одинаково. Чтобы помочь вам сохранить их прямыми, мы рассмотрели их бок о бок — цемент и бетон — чтобы обратить внимание на существенные различия между ними.

Разница между бетоном и цементом

Фото: istockphoto.com

Хотя эти термины часто используются как синонимы, цемент и бетон на самом деле не одно и то же. Цемент, который нечасто используется сам по себе, на самом деле является ингредиентом бетона.Например, фундамент вашего дома из плит, скорее всего, сделан из бетона, а бетон был сделан из цемента и других ингредиентов.

Основы бетона

Бетон представляет собой смесь цемента, заполнителя и воды. Во всем мире бетон является одним из наиболее широко используемых строительных материалов как в жилых, так и в коммерческих целях. Его привлекательность заключается в том, что компоненты, из которых он изготовлен, почти повсеместно доступны, а также в его прочности и долговечности, которые делают его практичным и желанным строительным материалом.

  • Заполнители, такие как песок, камень и гравий, составляют около 75% бетона.
  • Вода, используемая для создания бетона, должна быть очень чистой, даже пригодной для питья.
  • Материалы заполнителя также должны быть очень чистыми, потому что любое загрязнение органических материалов может снизить прочность бетона.

Фото: istockphoto.com

Основы цемента

Цемент — это связующее, изготовленное из смеси железа, алюминия, кремния, кальция и других веществ, которые содержатся в известняке, ракушках, меле, глине и т. Д. железная руда и кварцевый песок.Эти «ингредиенты» нагреваются до очень высокой температуры, чтобы создать каменное вещество, которое измельчается в очень мелкий порошок — цемент. Затем цемент смешивают с водой и заполнителем для образования бетона.

  • Современный цемент был изобретен на кухне английским каменщиком в начале 19 века.
  • Цемент можно смешивать с водой и использовать в качестве затирки.
  • Цемент можно смешивать со штукатуркой и водой и наносить на кладку для создания гладкой поверхности.

Бетон против цемента: знаете ли вы?

Хотя цемент можно использовать сам по себе, он в основном используется в качестве ингредиента в бетоне. Бетон, конечно же, является повсеместным строительным материалом, который можно найти во всем мире для строительства дорог, мостов, плотин, тротуаров и патио на заднем дворе.

Цемент изготавливается из материалов, богатых кальцием и кремнеземом, таких как известняк и глина.

Его адгезионные свойства делают его отличным вяжущим, но сам по себе цемент склонен к растрескиванию.

Фото: istockphoto.com

В бетоне есть цемент .

Вот одна из основных причин, по которой цемент и бетон так часто путают. Верно; когда цементная смесь смешивается с водой, образуется паста. И когда эта паста сочетается с такими заполнителями, как гравий и песок, в результате получается то, что мы знаем и любим как бетон.

Бетон прочнее цемента.

Да, бетон может служить сотни лет, но цемент гораздо менее долговечен.Чтобы использовать аналогию, цемент относится к бетону, как молоко к мороженому. Конечно, в мороженом есть молоко, но это не молоко. На самом деле это намного лучше.

СВЯЗАННЫЙ: 8 неожиданных причин для использования бетона в помещении

Бетон хорошо работает в более крупных проектах, в то время как цемент чаще используется в небольших работах.

Один из самых прочных и долговечных материалов, известных человеку, бетон используется для строительства школ, мостов, тротуаров и множества других сооружений.Но чтобы добиться успеха с бетоном, вам не нужна каска. Мастера-любители используют его для самодельных работ любого типа, в том числе для создания ландшафтных украшений, кухонных столешниц и пешеходных дорожек. Цемент, для сравнения, используется в основном при выполнении небольших работ (например, затирка швов и специализированная кладка), а также при ремонте потрескавшегося или осыпающегося бетона.

Фото: istockphoto.com

Магазины товаров для дома предлагают множество видов бетона на выбор.

Еще больше усложняет ситуацию то, что вы можете купить десятки различных видов бетона.Каждый тип отвечает требованиям конкретных приложений. Например, бетон, армированный фиброй, который сопротивляется растрескиванию даже при огромных нагрузках, является обычным выбором для проезжей части. Есть также бетон для ускоренного выполнения работ, который используется, когда время имеет значение. Перед покупкой любого бетона обязательно проконсультируйтесь со специалистом или проведите небольшое исследование, чтобы понять плюсы и минусы всех доступных вариантов. Начните свое исследование с нашего руководства по лучшим типам бетона для любого проекта.

Часто задаваемые вопросы о цементе и бетоне

Что лучше: цемент или бетон?

Это зависит от вашего проекта, но если вам не нужен материал типа затирки для очень небольших участков (в этом случае вы будете использовать цемент), скорее всего, вы захотите использовать бетон.Заливка патио на заднем дворе? Конкретный. Установка столбов для забора? Конкретный.

Цемент прочнее бетона?

Цемент не прочнее бетона. Фактически, сам по себе цемент склонен к растрескиванию. Однако в сочетании с заполнителями и водой и давая ему затвердеть, цемент — теперь бетон — необычайно прочен.

Подъездные пути цементные или бетонные?

Подъездные пути обычно бетонные. Бетон, конечно же, состоит из цемента, заполнителя и воды.Итак, хотя вы могли бы сказать, что подъездная дорога «содержит» цемент, вы бы точнее сказали, что подъездная дорога сделана из бетона. Некоторые длинные проезды могут быть построены из асфальта, который является более мягким материалом, который быстрее разрушается.

Можно ли использовать цемент сам по себе?

Цемент используется сам по себе в довольно узких областях, в первую очередь в качестве затирки при смешивании с водой. Его также можно использовать для ремонта трещин в бетоне.

Различия между цементом, бетоном и строительным раствором

Термины «цемент», «бетон» и «строительный раствор» могут сбивать с толку мастеров, которые могут смешать их все вместе как грязные вещества, используемые в кирпичной кладке, которые затвердевают, образуя плоскую поверхность или связывая один объект с другим.Эти термины часто используются как синонимы — и неточно. Хотя эти термины часто используются как синонимы, цемент, бетон и раствор на самом деле представляют собой три совершенно разных материала:

  • Цемент — это мелкодисперсный связующий порошок, который никогда не используется отдельно, но входит в состав как бетона, так и раствора, а также штукатурки, затирки для плитки и тонкого клея.
  • Раствор состоит из цемента, мелкого песка и извести; используется как связующий материал при строительстве из кирпича, бруса и камня.
  • Бетон — очень прочный конструкционный строительный материал, состоящий из цемента, песка и более крупного заполнителя (гравия).

Цемент

Цемент является связующим элементом как в бетоне, так и в растворе. Он обычно состоит из известняка, глины, ракушек и кварцевого песка, причем известняк является наиболее распространенным ингредиентом. Эти материалы измельчаются и комбинируются с другими ингредиентами (включая железную руду), а затем нагреваются примерно до 2700 F. Этот материал, называемый клинкером , измельчается в мелкий порошок и упаковывается для смешивания различных цементных строительных материалов, включая строительный раствор. и бетон.

Вы можете увидеть цемент, называемый портландцементом. Это потому, что он был впервые изготовлен в 1800-х годах в Англии каменщиком Джозефом Аспдином из Лидса, который сравнил цвет с камнем из карьеров на острове Портленд у побережья Англии.

Сегодня портландцемент остается наиболее распространенным типом цемента, используемым в строительных материалах. Это тип «гидравлического» цемента, что просто означает, что он схватывается и затвердевает при смешивании с водой.

Строительная фотография / Avalon / Getty Images

Бетон

Бетон — это законченный строительный материал, используемый для изготовления фундаментных стен, бетонных плит, террас и многих других каменных конструкций.Он уникально универсален, потому что сначала представляет собой простую сухую смесь, затем становится гибким, полужидким материалом, способным принимать любую форму или форму, и который при высыхании превращается в твердый, как скала, материал, известный как бетон. Во многих бетонных конструкциях металлическая арматура, такая как проволочная сетка или арматура, добавляется для повышения прочности и минимизации растрескивания, которое может возникнуть в твердом бетоне.

Бетон состоит из цемента, песка и гравия или другого мелкого и крупного заполнителя. Добавление воды активирует цемент, который является элементом, отвечающим за связывание смеси с образованием твердого вещества.

Вы можете купить готовые бетонные смеси в мешках, в которых сочетаются цемент, песок и гравий, так что все, что вам нужно сделать, это добавить воды. Они полезны для небольших проектов, таких как закрепление столбов забора или строительство небольших площадок. Для больших проектов вы можете купить мешки с цементом и самостоятельно смешать их с песком и гравием, используя тачку или другую большую емкость; или вы можете заказать предварительно смешанный бетон, доставленный грузовиком (обычно называемый «товарный бетон»).

Чайяпорн Баокау / Getty Images

Миномет

Строительный раствор — это еще один строительный материал, состоящий из цемента, который в данном случае смешан с мелким песком и водой с добавлением извести для повышения долговечности продукта.Добавление воды в эту смесь активирует цемент, так что он затвердевает или затвердевает, как и бетон. Раствор не так прочен, как бетон, и обычно не используется в качестве единственного строительного материала. Скорее, это «клей», который скрепляет кирпичи, бетонные блоки, камень и другие кладочные материалы.

Чайяпорн Баокау / Getty Images

Раствор обычно продается в мешках в предварительно смешанной сухой форме, которую вы смешиваете с водой. Его также можно смешать на месте с помощью бетономешалки или просто смешать лопатой или мотыгой в тачке или смесительной ванне.Существует множество различных типов строительных растворов, предназначенных для различных целей. При работе с кирпичом и другими элементами кладки важно использовать правильный тип раствора для кладки, так как некоторые растворы слишком твердые для некоторых типов кладки и могут треснуть при неправильном использовании.

Grout представляет собой аналогичный продукт, который можно рассматривать как форму строительного раствора, но без добавления извести. Раствор имеет более высокое содержание воды, что позволяет ему течь и заполнять промежутки между керамической и каменной плиткой.Из-за высокого содержания воды затирка не является вяжущим материалом, а служит лишь для заполнения зазоров.

Thin-set — это родственный продукт, состоящий из цемента и очень мелкого песка, а также водоудерживающего агента, такого как алкильное производное целлюлозы. Применяется для прикрепления керамической и каменной плитки к основанию, например, к цементной плите. Некоторые тонкие наборы содержат латексные и полимерные добавки для повышения прочности склеивания. Thin-set имеет ярко выраженные адгезионные свойства, и иногда его называют тонким адгезивом.

Ель

Поставщики и дистрибьюторы бетонных изделий — CEMEX USA

Для долговечности и низких эксплуатационных расходов — и все более конкурентоспособной начальной стоимости — обратите внимание на бетон для дорог и тротуаров

Если сравнивать по сроку службы дорожного покрытия, бетон хорошо конкурирует с покрытием из горячего асфальта и покрытием . Более того, CEMEX недавно начала внедрение более быстрых и недорогих методов, таких как роликовый уплотненный бетон для мощения, которые делают бетон еще более конкурентоспособным.Благодаря более продолжительному сроку службы и меньшим долгосрочным затратам на техническое обслуживание бетонное покрытие следует использовать при разработке конструкции дорожного покрытия и проезжей части.

Бетон обеспечивает множество преимуществ для коммерческого и жилищного строительства

Бетон является основой, полом и стенами многих современных зданий — как коммерческих, так и жилых — и дает множество преимуществ. Самоуплотняющийся бетон повышает прочность и долговечность, снижая при этом потребление энергии за счет его способности сводить к минимуму колебания температуры в зданиях в течение дня.Он также обеспечивает естественный шумовой барьер.

В жилых помещениях конструкция из изоляционного бетона (ICF) имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными деревянными каркасными домами, обеспечивая большую устойчивость к огню, ветру и повреждениям термитами, а также улучшенные изоляционные свойства и снижение энергопотребления.

Бетон и экологичность

Энергосбережение, огнестойкость, прочность и долговременная стабильность, устойчивость к погодным условиям и насекомым — вот лишь некоторые из устойчивых преимуществ товарного бетона.Чтобы узнать больше о наших экологически чистых продуктах и ​​инициативах, посетите наш раздел устойчивого строительства.

Готовый бетон — готов, когда вам исполнится

CEMEX поддерживает сложную онлайн-систему, которая позволяет клиентам отслеживать поставки в режиме реального времени, загружать счета и производить платежи — и все это одним щелчком мыши. Для получения дополнительной информации о CEMEX Go щелкните здесь.

Цемент Бетон — обзор

10.5 LCA сравнение геополимеров с другими системами продуктов

Понимание взаимозависимости состава, обработки, технических характеристик и экологических / экономических эффектов имеет важное значение для разработки конкурентоспособных геополимеров для различных областей применения (Weil et al ., 2006; Dombrowski et al ., 2008). Исследования, как правило, сосредоточены на улучшении одного или двух свойств для производства так называемых высокоэффективных материалов. Фактически, рынку нужен продукт с подходящими техническими характеристиками (широкий профиль требований, минимальные свойства указаны в руководящих принципах и / или стандартах) с умеренными затратами (конкурентоспособными по сравнению с существующими технологиями), которые предпочтительно имеют низкое воздействие на окружающую среду.Сравнительный LCA, то есть сравнение с существующими традиционными системами, уже на этапе разработки геополимеров, очень полезен для определения возможностей оптимизации или выдачи предупреждений с экологической точки зрения. Поскольку геополимеры еще не достигли товарного статуса во многих областях применения, сравнение с традиционными системами подлежит некоторым ограничениям. Несмотря на то, что для традиционных систем существует многолетний опыт (например, долговечность), информация о геополимерах часто ограничена (Gruskovnjak et al ., 2006).

Тем не менее, период использования материалов (включая техническое обслуживание) оказывает значительное влияние на общие экологические показатели. Чтобы справиться с этой проблемой, должны применяться приемлемые допущения или полученные результаты должны обсуждаться в свете известных ограничений.

Сосредоточившись на двух совершенно разных приложениях, будет представлен подход к адекватному сравнению.

10.5.1 Геополимер против цементного бетона

В промышленно развитых странах цемент можно считать дешевым продуктом, подходящим для массового производства бетона.Чтобы конкурировать с такой оптимизированной системой, для производства геополимеров можно использовать дешевое сырье, такое как доменный шлак и летучая зола угля.

Использование вторичного сырья также снижает воздействие геополимерной системы на окружающую среду. Тем не менее, возникает вопрос, конкурентоспособна ли геополимерная система системе на основе цемента с экологической точки зрения. Для сравнения рассматривается бетон, отвечающий повышенным требованиям (функциональная единица): морозостойкий бетон экспозиционного класса XF2 и XF4 по DIN EN 206-1 / DIN 1045-2.Границы системы показаны на рис. 10.7.

10.7. Системные границы для сравнения производства геополимербетона и цементобетона.

После использования геополимерный бетон и цементный бетон можно измельчить и использовать в различных областях гражданского строительства. Таким образом, нет никаких доказательств того, что геополимерный бетон имеет серьезные экологические преимущества или недостатки по сравнению с цементным бетоном в том, что касается фазы «рециркуляции / утилизации». Следовательно, обе фазы после использования можно считать сопоставимыми.Однако этот вывод может быть сделан только в том случае, если и сырье, и продукт соответствуют существующим экологическим пороговым значениям (например, для тяжелых металлов).

Сравнимость фазы использования обоих материалов обеспечивается выполнением минимальных требований функциональной единицы (морозостойкий бетон экспозиционного класса XF2 и XF4). Необходимое исследование в основном охватывает испытания на повышение прочности и замерзание-оттаивание -CDF- (Dombrowski et al ., 2008), согласно которым геополимерный бетон сопоставим с цементным бетоном или даже лучше (в том, что касается основных технических свойств).

Стадия жизненного цикла, сравнимая для обоих материалов, может быть исключена в сравнительной оценке жизненного цикла. Поэтому расследование будет сосредоточено на стадии добычи и связанных с ней предварительных цепочках добычи ресурсов (рис. 10.7). Хотя транспортировка сырья вносит, по крайней мере, заметный вклад в экологический профиль, он не входит в границы системы, потому что усилия, необходимые для транспортировки необходимого сырья, сильно различаются во всем мире. Влияние транспортных процессов следует оценивать только в конкретном региональном контексте.

Состав сравниваемых систем представлен в таблице 10.2. Все смеси имеют одинаковое содержание гравия / песка, а бетон изготавливается без каких-либо химических добавок (например, суперпластификаторов). Бетонная смесь на портландцементе содержит 340 кг цемента / м 3 , что на 20 кг выше минимального содержания цемента для морозостойкого бетона (XF2-XF4) согласно DIN EN 206-1 / DIN 1045-2. Уже оптимизированный геополимерный бетон (Dombrowski et al ., 2008) с соотношением шлак / летучая зола примерно 80:20 не требует термического отверждения и затвердевает при комнатной температуре (20 ° C).

Таблица 10.2. Состав геополимерного и цементного бетона [кг / м 3 ]

3

2

2

Материал Цементный бетон Геополимерный бетон
цемент CEM I 32.5R 340289

шлак 230
летучая зола 57
реактивные отходы 83
силикатный раствор / силикат натрия (37%) 33
24
деионизированная вода 170 99
гравий / песок (0-16 мм) 1878 1878
кг / м 3

В случае, когда фаза утилизации и фаза рециркуляции / утилизации считаются равными, результаты на рис.10.8 демонстрируют сопоставимые воздействия на окружающую среду с точки зрения ADP и CED геополимерной системы для этого конкретного применения (морозостойкий бетон). В отличие от этого, геополимерный бетон вносит гораздо меньший вклад в потенциал глобального потепления (GWP). По сравнению с портландцементным бетоном, GWP геополимерного бетона примерно на 70% ниже.

10.8. Результаты ОЖЦ геополимеров и цементобетона.

По сравнению с цементным бетоном, два аспекта должны считаться критическими:

используемое содержание цемента превышает предписываемое минимальное содержание цемента (DIN EN 206-1 / DIN 1045-2) на 20 кг на м 3

Портландцемент (с самыми высокими требованиями к энергии и ресурсам среди всех известных типов цемента) используется вместо смешанных цементов, таких как CEM II или даже CEM III, которые также могут применяться для класса XF2 -XF4 согласно DIN EN 206-1 / DIN 1045-2.

Фактически, оба упомянутых аспекта улучшат экологический профиль цементного бетона. Снижение содержания цемента до необходимого минимума (320 кг) снизит значения показателя на 3–5%, использование шлакового цемента ЦЕМ II снизит значения показателя на 11–16%. В таком лучшем случае для цементобетона и при условии, что такие смеси имеют требуемые технические характеристики, цементобетонная смесь будет иметь заметные преимущества с точки зрения ADP и CED.Но все же геополимер будет иметь значительно меньшее влияние на потенциал глобального потепления (показатель GWP). Чтобы облегчить принятие решения, необходимо учитывать региональные транспортные усилия.

Стадии использования обеих систем считаются сопоставимыми, поскольку выполняются требования согласно DIN EN 206-1 / DIN 1045-2. из-за его различных характеристик карбонизации, различная долговечность армированного цемента и геополимерного бетона должна быть исследована с технической точки зрения.С помощью модели долговечности, учитывающей сложные условия окружающей среды, срок службы каждой системы можно оценить более подробно. Такие прогнозы срока службы могут стать важным вкладом для более целостного сравнения LCA геополимеров и цементного бетона.

10.5.2 Сравнение геополимерного покрытия с системами футеровки из ПЭВП в канализационных отстойниках

Геополимеры могут демонстрировать замечательные технические характеристики, такие как высокая прочность, высокая термостойкость и высокая кислотостойкость.Последнее свойство используется для создания кислотостойкого покрытия для канализационных отстойников. Незащищенные бетонные трубы обычно используются для транспортировки бытовых сточных вод. Если требуется повышенная устойчивость к кислоте и / или более длительный срок службы, бетонные трубы часто облицовывают полиэтиленом высокой плотности (HDPE). Трубы для отстоя сточных вод с футеровкой из ПНД хорошо защищены от химической и механической коррозии (Guermazi et al ., 2008).

В принципе, геополимерные покрытия также подходят для защиты бетонной поверхности от химического воздействия (Бахарев, 2005; Бахарев и др. ., 2003) и механическое истирание.

Границы системы для сравнительного исследования обеих систем защиты показаны на рис. 10.9. Бетонную трубу (защищаемый объект) можно считать идентичной и не рассматривать в границах системы. Профилированная «труба» из ПНД наносится на внутреннюю часть трубы сразу после зачистки форм бетонной трубы без использования дополнительных клеящих компонентов. В отличие от футеровки из полиэтилена высокой плотности, геополимерное покрытие необходимо наносить методом распыления.Нет свидетельств того, что какой-либо метод нанесения оказывает значительное воздействие на окружающую среду.

10.9. Системные границы для сравнения геополимерного покрытия и футеровки из полиэтилена высокой плотности.

Из-за использования разных материалов в обеих системах (рис. 10.9) этап утилизации и этап рециркуляции / утилизации также могут отличаться. В этом случае фаза утилизации (включая техническое обслуживание), вероятно, вносит решающий вклад в экологический профиль. По оценкам, этап рециркуляции / утилизации не имеет большого значения.Поскольку данные о этапах применения, использования и переработки / утилизации отсутствуют, в упрощенном виде расследование сосредоточено исключительно на этапе производства. Но следует иметь в виду, что значимость полученных результатов ограничена, особенно из-за исключения фазы использования.

Функциональная единица сравнительной оценки — 100 м защитный слой 2 :

Футеровка HDPE толщиной 5 мм (плотность 0,97 кг / дм 3 )

геополимер покрытие толщиной 10 мм (плотность 2.23 кг / дм 3 ).

Подходящая смесь геополимеров с очень многообещающими техническими свойствами для этого применения была разработана Аней Бухвальд. Смесь содержит:

14,3% летучей золы мягкого угля (расстояние транспортировки грузовым автомобилем 300 км)

6,1% метакаолина (расстояние транспортировки грузовым автомобилем 300 км, расстояние транспортировки судном 6000 км)

11,8% раствор силиката ( расстояние перевозки грузовым автотранспортом 300 км)

2.2% раствор NaOH (расстояние транспортировки грузовиком 300 км)

3,9% воды (без транспортировки)

61,7% песок / мелкий песок (расстояние транспортировки грузовиком 10 км).

Для последовательного сравнения футеровки из полиэтилена высокой плотности (которая уже включает транспортировку сырья) и системы геополимерного покрытия, дополнительно рассматривается сценарий транспортировки системы на основе геополимеров (ориентированной на центральную Европу) ( Рис. 10.10). Предполагаемые расстояния транспортировки сырья приведены выше и являются довольно высокими (предположение наихудшего случая).

10.10. Результаты LCA для геополимерных покрытий (с транспортировкой и без) и футеровки из полиэтилена высокой плотности.

Геополимерное покрытие достигает гораздо более низких значений по всем рассматриваемым показателям воздействия на окружающую среду. Это справедливо для геополимерного покрытия с учетом транспортировки сырья и без него.

GWP системы HDPE выше в 2,3 раза, CED в 5,9 раза. Как упоминалось выше, фаза использования, по-видимому, решающим образом влияет на экологический профиль.Следовательно, представленные результаты не подтверждают один вариант, если не существует сопоставимой информации относительно долговечности обеих систем.

Однако обсуждение может быть и обратным. Хотя геополимерное покрытие достигает только половины срока службы футеровки из полиэтилена высокой плотности и, следовательно, требует обслуживания на месте (повторное покрытие геополимером), оно может иметь экологические преимущества. Геополимерное покрытие также может быть привлекательным компромиссом между бетонной трубой без покрытия и дорогой бетонной трубой с защитой из полиэтилена высокой плотности для умеренно агрессивной среды.

Изменение бетона: инновации в низкоуглеродистом цементе и бетоне

Как признается в дорожной карте 2018 года, существует значительный разрыв между этим сценарием и сценарием, соответствующим более амбициозным стремлениям стран в Парижском соглашении о еще большем ограничении повышения температуры до 1,5 ° C. Сценарий МЭА «Превышение 2 ° C» (B2DS), указанный ранее, является лишь иллюстрацией проблемы, которую такое сокращение выбросов может поставить в отношении текущих целей отрасли.

Переход к B2DS потребует больших амбиций в отношении каждого из этих рычагов, особенно в краткосрочной перспективе:

  • Хотя многие из относительно простых достижений уже были достигнуты, все еще есть возможности для повышения энергоэффективности . Европа и США сейчас отстают от Индии и Китая по энергоэффективности из-за продолжающегося использования старого оборудования, и им нужно будет по крайней мере сократить этот разрыв в следующем десятилетии, если они хотят достичь целей отрасли.Ключевыми проблемами будут требуемые капиталовложения и тот факт, что действия в отношении других рычагов, таких как альтернативные виды топлива и CCS, могут замедлить прогресс в области энергоэффективности.
  • Переход от ископаемого топлива в производстве цемента также будет ключевым. В частности, Китай и Индия имеют значительный потенциал для перехода на экологически чистые виды топлива с низким содержанием углерода. Доказано, что в Европе цементные заводы работают на 90% неископаемого топлива. Ключевой задачей будет обеспечение доступности биомассы из действительно устойчивых источников.В настоящее время сектор в основном полагается на биомассу, полученную из отходов; однако переход к использованию большинства альтернативных видов топлива может в конечном итоге побудить сектор перейти на древесные гранулы.
  • Замена клинкера предполагает замену части клинкера в цементе другими материалами. Это может сыграть большую роль, чем предполагалось в настоящее время. Достижение к 2050 году среднего глобального отношения клинкера 0,60 к 2050 году, как указано в Технологической дорожной карте 2018 года, имеет потенциал для смягчения почти 0.2 гигатонны (ГТ) CO2 в 2050 году. Доля необходимого клинкера может быть снижена еще больше в отдельных областях применения, что потенциально может снизить выбросы CO2 в этих областях на 70–90%. В самом амбициозном конце шкалы, если бы 70-процентная замена была достигнута в глобальном масштабе, это могло бы составить почти 1,5 ГТ выбросов CO2, сэкономленных в 2050 году. сегодня развертывается дешево, поскольку обычно не требует вложений в новое оборудование или изменений источников топлива.Поэтому особенно важно увеличить масштабы замещения клинкера в ближайшем будущем, пока более радикальные варианты, такие как внедрение новых и углеродно-отрицательных цементов, все еще находятся в стадии разработки. Самыми серьезными препятствиями являются неопределенная доступность материалов-заменителей клинкера и отсутствие спроса потребителей на цементы с низким содержанием клинкера.
  • По понятным причинам многие эксперты скептически относятся к возможности быстрого масштабирования CCS . Хотя в этот рычаг включены и другие технологии, как показано на Рисунке 1, на практике в настоящее время надежды возлагаются на CCS.Это отражено как в дорожной карте 2018 года, так и в других основных современных упражнениях по моделированию. Даже если надежды на CCS окажутся оптимистичными, технология улавливания углерода может оказаться критически важной для перехода на B2DS. Более того, CCS может дополнить разработку некоторых новых бетонов, которые зависят от источника чистого уловленного CO2 для отверждения карбонизацией. Одна из ключевых проблем, стоящих перед CCS, — это стоимость технологии по сравнению с другими рычагами.

Однако невозможно будет даже приблизиться к B2DS, не добившись радикальных изменений в потреблении цемента и прорывов в разработке новых цементов:

  • Большинство сценариев выбросов цемента зависят от прогнозов потребления , которые заслуживают далеко внимательнее.Спрос на бетон можно снизить, иногда более чем на 50 процентов, за счет нового подхода к проектированию, использования бетона более высокого качества, замены бетона другими материалами, повышения эффективности его использования на строительных площадках и увеличения доли бетона, который используется повторно и перерабатывается. Развертывание множества таких подходов со стороны спроса на ключевых растущих рынках, таких как Китай, Индия и африканские страны, будет иметь важное значение, если сектор хочет достичь нулевых чистых выбросов. Однако меры по повышению эффективности использования материалов будут зависеть от сотрудничества и мотивации множества участников, помимо цементного сектора.
  • Движение к нулевым выбросам для всего нового строительства потребует быстрого увеличения масштабов внедрения новых цементов . Некоторые из них могут сократить выбросы более чем на 90 процентов. Другие могут улавливать углерод, теоретически улавливая больше углерода, чем выделяется при их производстве, что делает их углеродно-отрицательными. Однако до сих пор большинство этих продуктов не достигли коммерческой жизнеспособности. Для достижения прорывов в этой области потребуются согласованные инвестиции в исследования и крупномасштабные демонстрационные проекты, а также обучение и обучение потребителей для создания рынка новых продуктов.

Даже с амбициозными прогнозами по всем рычагам смягчения воздействий на соответствие B2DS, в 2050 году все равно будет выброшено более 0,8 GT CO2. Эти «остаточные выбросы» необходимо будет компенсировать другими способами. Таким образом, достижение нулевого уровня выбросов CO2 должно оставаться целью и после 2050 года. Неспособность сделать это будет означать большую зависимость от технологий с отрицательными выбросами, которые до сих пор не смогли масштабироваться.

В поисках потенциальных прорывов

На этом фоне в настоящем отчете анализируется потенциал прорывных инноваций в области цемента с низким содержанием клинкера и новых цементов.В качестве показателя инноваций он представляет собой обширный анализ патентных прав на ключевые технологии, относящиеся к этим областям. Исследование включало девять месяцев исследований, в течение которых была собрана база данных, содержащая около 4500 патентов за 14 лет.

Исследование показывает, что цементный сектор является более инновационным в техническом плане, чем предполагает его репутация. В последние годы в этом секторе наблюдается значительная патентная активность, особенно по сравнению с другими отраслями тяжелой промышленности, такими как сталелитейная промышленность.Одно из самых быстрорастущих технологических направлений направлено на снижение содержания клинкера в цементе. Количество патентов, поданных в этой области, превысило количество патентов в других технологических подсекторах.

Исследования в значительной степени — хотя и не исключительно — остались в рамках традиционной парадигмы цемента на основе клинкера. Они были склонны сосредоточиться на увеличении замещения клинкера, а не на радикальном изменении состава используемого сырья. Наш анализ прав собственности на патенты показывает, что технологии замещения клинкера и химические добавки более чем вдвое превышают количество семейств патентов на новые цементные технологии.Хотя последние, как указано ниже, тем не менее вызывают значительный исследовательский интерес, этот вывод указывает на довольно постепенный подход к инновациям в этом секторе.

Китай превратился в ключевой центр инноваций; она инвестировала больше, чем какая-либо другая страна, в исследования и разработки (НИОКР) цемента. Он доминирует в нашем патентном анализе как с точки зрения патентных заявок, так и с точки зрения правопреемников. Это обнадеживает с точки зрения декарбонизации, поскольку, по прогнозам, на Китай и дальше будет приходиться основная доля мирового производства цемента.Однако, учитывая рост рынков в Индии и других странах Азиатско-Тихоокеанского региона, потенциал НИОКР и их развертывание в этих регионах также будут иметь ключевое значение.

Учитывая безотлагательность задачи и исторически сложившееся время, необходимое для развития технологических систем, потребуется значительный толчок, чтобы вывести следующее поколение низкоуглеродистых цементов из лабораторий и на рынок

Производители цемента владеют ключевыми активами знаний, необходимыми для декарбонизации; они составляют восемь из 15 высших исполнителей.Стратегии компаний различаются, но немногие крупные производители цемента в настоящее время проводят крупные централизованные исследования — одним исключением является LafargeHolcim. Компании с меньшим портфелем патентов также могут иметь влияние, и несколько малых и средних предприятий (МСП), не входящих в топ-15, разработали новые цементы с долей выбросов по сравнению с обычным цементом. Патентные портфели таких фирм играют важную роль в привлечении инвестиций и интереса со стороны крупных производителей цемента. Например, LafargeHolcim сотрудничает с американской фирмой Solidia Technologies в разработке низкоклинкерного бетона с углеродным отверждением.

Важно отметить, что несмотря на то, что было проведено множество исследований и разработок в области низкоклинкерных и новых цементов, лишь немногие из этих продуктов были коммерциализированы, и ни одна из них не получила широкого распространения. Некоторые новые цементы обсуждались в исследовательском сообществе более десяти лет, но без особого успеха. В настоящее время эти альтернативы редко бывают столь же рентабельными, как обычный цемент, и они сталкиваются с нехваткой сырья и сопротивлением со стороны клиентов. Нормативные акты, направленные на предотвращение антиконкурентного поведения, также создают серьезное препятствие для более тесного сотрудничества в отрасли.

В результате технологические инновации и их распространение займут слишком много времени при обычном сценарии ведения бизнеса. Учитывая безотлагательность проблемы и исторически сложившееся время, необходимое для развития технологических систем, потребуется значительный толчок, чтобы вывести следующее поколение низкоуглеродистых цементов из лабораторий и на рынок. Не все добьются успеха, но те, у кого это получится, могут иметь значительный потенциал декарбонизации.

Согласование с более широкими разрушительными тенденциями

Подрывные тенденции, окружающие сектор, могут создать новые возможности для ускорения использования низкоуглеродистых цементных или бетонных технологий.Сектор цемента и бетона далеко не защищен от разрушительных последствий цифровизации, внедрения новых бизнес-моделей и ожиданий инвесторов и потребителей в отношении устойчивого развития — ожиданий, которые противоречат широкому кругу отраслей. Сочетание расширенных возможностей подключения, удаленного мониторинга, прогнозной аналитики, 3D-печати и инноваций в дизайне уже преобразует традиционные цепочки поставок в строительном секторе. McKinsey недавно опубликовала исследование о потенциальных вариантах использования искусственного интеллекта (ИИ) в инженерном и строительном секторе. предсказывает, что ИИ будет играть все более важную роль в этом секторе в ближайшие годы.Такие изменения могут привести к потреблению более чистого цемента и бетона, а также к снижению общего спроса на цемент.

Между тем основные игроки рынка цемента все чаще сталкиваются с конкуренцией со стороны региональных производителей на развивающихся рынках. Замедление экономического роста в Китае способствовало возникновению глобального перенасыщения цементом, а в Европе в последние годы наблюдался существенный дисбаланс между высокими производственными мощностями и низким рыночным спросом. Китайский рынок стремительно консолидируется: несколько лет назад 3000 мелких игроков производили низкосортный цемент; к 2020 году всего на 10 фирм может приходиться 60% производственных мощностей страны.China National Building Material (CNBM) и Sinoma, крупнейшие и четвертые по величине производители в стране, объединяются, чтобы стать одной из крупнейших в мире цементных компаний.

В то же время политические и общественные тенденции меняют будущее антропогенной среды. В последние годы правительства стали испытывать растущее давление с целью улучшить качество воздуха в городах, особенно в Китае и Индии. В Южной Африке недавняя засуха в Кейптауне обострила уязвимость городов к изменению климата: строительство 2000 жилых домов было приостановлено в 2017 году из-за нехватки воды.Наконец, пожар в башне Гренфелл в 2017 году в Великобритании привел к растущим призывам к ответственности за решения, принятые в отношении облицовки и материалов, используемых в государственном жилье.

Растущее беспокойство общественности, ожидания инвесторов в отношении раскрытия информации о климатических рисках и сложный период для финансовых показателей вынуждают компании-производители цемента пересмотреть свои бизнес-модели. Крупнейшие международные производители уже предлагают постоянно расширяющийся спектр услуг — от специальных цементов до сложных услуг по доставке, адаптированных для сложных проектов.Преимущество первопроходца может быть у компаний, которые увязывают глубокое сокращение выбросов со значительными возможностями для создания стоимости и повышения прибыльности на этом развивающемся рынке.

Бетон против цемента: в чем разница?

Бетон против цемента: в чем разница?

Люди часто используют термины «цемент», и «бетон», как синонимы.

Это аналогично использованию слов «мука» и «пирог» как синонима.

Это не одно и то же.

Цемент, как и мука, является ингредиентом.

Для изготовления бетона из смеси портландцемента (10-15%) и воды (15-20%) делают пасту. Затем эту пасту смешивают с заполнителями (65-75%) , такими как песок и гравий или щебень. Когда цемент и вода смешиваются, они затвердевают и связывают заполнители в непроницаемую каменную массу.

Следовательно:
Цемент + Заполнители + Вода = Бетон.

Примечание. Портландцемент — это общий термин, обозначающий тип цемента, который используется почти во всех видах бетона.

Именно бетон мы ассоциируем с прочным, долговечным конструкционным строительным материалом, который широко используется в строительстве от мостов до зданий и тротуаров.

И цемент в нем является главным связующим веществом.

Итак, из чего делают цемент?

Как известно, цемент — это основной ингредиент, из которого делают бетон.

Но цемент — это не какой-то природный органический материал — он производится путем химической комбинации 8 основных ингредиентов в процессе производства цемента.

8 основных «ингредиентов», присутствующих в цементе:

Известь (оксид кальция или гидроксид кальция) 60-65%, диоксид кремния (диоксид кремния) 17-25%, оксид алюминия (оксид алюминия) 3-8%, магнезия (оксид магния) 1-3%, оксид железа 0,5-6% , Сульфат кальция 0,1-0,5%, Триоксид серы 1-3%, Щелочь 0-1%.

Эти ингредиенты обычно извлекаются из известняка, глины, мергеля, сланца, мела, песка, бокситов и железной руды.

Как производится цемент?

Мы проведем вас через каждый этап процесса производства цемента — от минералов в земле до цементного порошка, который помогает создавать бетон.

1. Добыча сырья

Сырье, в основном известняк и глина, добывается из карьеров взрывным способом или бурением с использованием тяжелой горной техники.

Сырье перемещается после экстракции, а затем транспортируется к дробилкам через самосвалы.

Дробилки способны обрабатывать куски карьерной породы размером с масляный барабан.

2. Измельчение

Известняк дробится в первой дробилке для измельчения породы до максимального размера около 6 дюймов.

Затем его подают во вторую дробилку со смешиванием глин для уменьшения размера частиц менее 3 дюймов.

Выгруженная сырьевая смесь (известняк 70%, глины 30%) направляется в бункер сырьевой мельницы для последующего измельчения.

Другое сырье, используемое в производстве цемента, называемое добавками, также хранится в отдельных бункерах.

3. Сушка и измельчение

Сырьевая смесь и необходимые добавки подаются из бункеров в сырьевую мельницу через воздуходувки для сушки и измельчения.

Сырьевая мельница содержит две камеры — сушильную и помольную.

Горячие газы, поступающие из системы подогревателя / печи, поступают в мельницу и сушат сырьевые материалы, прежде чем они попадут в следующую камеру, которая является камерой измельчения.

Камера измельчения содержит определенное количество шарового заряда различных размеров от 30 мм до 90 мм, которые используются для измельчения материала.

Затем он поступает в сепаратор, который отделяет мелкий и крупный продукт. Последний, называемый браком, отправляется на вход мельницы для повторного измельчения.

Затем горячий газ и мелкие частицы попадают в многоступенчатый «циклон».Это необходимо для отделения мелкодисперсных материалов от газов.

Полученная сырая мука, состоящая только из очень тонких сырьевых материалов, подается в бетонный бункер.

Оттуда сырьевая мука, извлеченная из силоса, теперь называемая питанием для печи, подается в верхнюю часть печи предварительного нагревателя для спекания.

4. Спекание

Система печи с подогревателем состоит из многоступенчатого циклонного подогревателя, камеры сгорания, стояка, вращающейся печи и колосникового охладителя.

В подогревателе сырье для печи предварительно нагревается горячим газом, поступающим из камеры сгорания и вращающейся печи. Затем он частично прокаливается в камере сгорания и стояке.

Сырье затем перемещается во вращающуюся печь, где оно перегревается примерно до 1400 ° C с образованием компонентов клинкера посредством процесса, называемого спеканием.

Тепло вырабатывается при сжигании топлива во вращающейся печи с основной горелкой и в камере сгорания с помощью вытяжных вентиляторов подогревателя или вентиляторов внутреннего сгорания печи.Для сжигания часто используются уголь, природный газ, мазут и нефтяной кокс.

Спекание — это процесс, когда химические связи сырьевой муки разрушаются под воздействием тепла, рекомбинируя с образованием новых соединений, которые образуют вещество, называемое клинкером.

Клинкер выходит из печи в виде очень горячих мелких темно-серых узелков размером от 1 мм до 25 мм.

Он падает на решетчатый охладитель для охлаждения с приблизительно 1350-1450 C до приблизительно 120 C за счет использования различных охлаждающих вентиляторов.

Часть горячего воздуха, отводимого из охладителя, используется в качестве вторичного и третичного воздуха для сжигания во вращающейся печи и камере сгорания соответственно.

Охлажденный клинкер выходит из холодильника на лотковый конвейер и транспортируется на склад клинкера, готовый к транспортировке на цементные мельницы через вентиляторы внутреннего диаметра цементной мельницы.

5. Помол цемента

На цементных мельницах клинкер смешивают с другими добавками, необходимыми для производства определенного типа цемента.Гипс для OPC, известняк для известнякового цемента и шлак для шлакового цемента.

Затем шаровая мельница измельчает корм до мелкого порошка.

Мелкий порошок затем отправляется в сепаратор, который отделяет мелкий и крупный продукт. Последний направляется на вход мельницы на доизмельчение.

Готовый продукт хранится в бетонных силосах как цемент.

Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен.

6. Конечный продукт

Цемент теперь готов к транспортировке компаниям по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Наша технология бронированных вентиляторов обеспечивает сверхнадежную работу в цементных процессах, включая перемещение, перемешивание, нагревание и охлаждение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *