Содержание

технические характеристики, состав и рецепт

Гидротехнический бетон используют для строительства шлюзов, каналов, плотин, дамб, мостов, других конструкций или их фрагментов, постоянно или периодически контактирующих с водой. Она вымывает легкорастворимые компоненты, что ведет к быстрому разрушению. Поэтому для гидротехнических сооружений приобретают особый вид, отличающийся более высокими характеристиками по влагонепроницаемости, морозостойкости, плотности, другими свойствами, обеспечивающими долгий срок эксплуатации. Требования к качеству указаны в ГОСТ 4795-53, рецепт приготовления — в ГОСТ 4797-49.

Оглавление:

  1. Разновидности
  2. Технические параметры
  3. Описание компонентов
  4. Расценки

Виды гидротехнического бетона

Классификация по расположению конструкций относительно уровня воды:

  • подводный;
  • зоны переменного уровня — периодический прямой контакт с водой;
  • надводный.

Разновидности по пригодности для расположения в определенных местах:

  • наружных зон;
  • внутренних.

Типы гидробетонов по площади гидротехнического сооружения:

  • массивный;
  • немассивный.

Виды по наличию действия напора воды:

  • напорных сооружений;
  • безнапорных.

За счет сочетания различных разновидностей добиваются снижения общей стоимости. Для зон, подвергающихся минимальному воздействию влаги, можно купить материал с невысокими показателями по основным характеристикам. Отдельная группа — гидробетон морозостойкий, классификация осуществляется по нижнему пределу температуры.

Технические характеристики

Основные параметры, определяющие качество гидробетона:

1. Морозостойкость. Она обозначается в маркировке буквой F. Цифры выражают количество циклов замораживания-оттаивания, которые он переносит без существенного ухудшения свойств.

Показатель зависит от пористости. Чем она выше, тем ниже морозостойкость: внутри пор скапливается влага, которая при замерзании расширяется и разрывает материал, появляются трещины. Морозостойкость увеличивают за счет внесения гидрофобизирующих воздухововлекающих добавок, использования глиноземных цементов.

Этот параметр должен быть таким: для конструкций, подвергающихся эпизодическому воздействию воды и мороза — от F25; для климатических зон, где средняя суточная температура воздуха зимой не выше -15°C — не ниже F200.

2. Водонепроницаемость. Определяет сопротивляемость проникновению влаги. Выражается величиной наибольшего давления (кг/см2), под влиянием которого не наблюдается просачивание воды через образцы 180-дневного возраста. В маркировке обозначается буквой W и цифрами от 2 до 20 (что соответствует давлению от 2 до 20 кг/см2). Показатель повышают за счет применения пуццоланового или сульфатостойкого портландцемента, пленкообразующих покрытий, гидрофобизирующих добавок.

Для бетона внутренних зон требуемое минимальное значение W2, для наружных зон W.

3. Водостойкость. Имеет значение для подводных и зон переменного уровня. Они должны быть устойчивыми к агрессивному воздействию воды.

4. Плотность. От 2 до 2,8 т/м3, морозостойкость и влагонепроницаемость тем выше, чем больше плотность.

5. Прочность на сжатие. В маркировке ее обозначают буквой В (класс) или М (марка) и цифрами, соответствующими величине. Единица измерения — кг/см2, прочность на сжатие должна быть не ниже М100. Материал марки М50 разрешается использовать при условии наличия обоснования.

6. Тепловыделение. При строительстве массивных сооружений оно должно быть минимальным. Для достижения этой цели при производстве смеси применяют цемент с пониженной теплотой гидратации.

7. Удобоукладываемость (подвижность). Способность растекаться и заполнять опалубку под действием собственного веса. Для массивного и малоармированного гидробетона показатель должен быть 30—20 с, для железобетона — 20—5 с.

Состав гидротехнической смеси

1. Вяжущее. Как основу выбирают портландцемент обычный, шлаковый, пуццолановый, песчано-пуццолановый. Зимой допускается применение глиноземных видов. Требования к характеристикам указаны в ГОСТ 4796-49 и 4797-49.

2. Тонкомолотые добавки. Если используется портландцемент, то по рецепту допускается вносить следующие дополнительные компоненты: пуццоланы (пеплы вулканические), доменные шлаки гранулированные или негранулированные, диатомиты, трепелы, глиежи и горелые породы, туфы вулканические, пемзы, трасс, сиштоф, тонкий помол кварцевых и полевошпатовых песков, песчаников, гранитов, других изверженных пород, известковых, известково-магнезийных, известково-глинистых пород.

3. Песок. Рецептура для изготовления гидробетонов включает природные кварцевый, полевошпатовый пески или искусственно полученные из твердых каменных пород с размером частиц до 5 мм. Допустимо незначительное наличие примесей глины, но не комков.

4. Крупный заполнитель. Для производства применяют гравий или щебень, полученные из плотных горных пород, возможно использование смеси. Размер частиц — от 5 до 150 мм. Допускается наличие примесей глины, но не комков.

5. Вода. По рецепту для приготовления гидробетона подходит обычная питьевая вода. Минерализованная пригодна при условии соответствия ее химического состава требованиям, указанным в ГОСТ 4797-49. Болотные, сточные, промышленные воды непригодны.

6. Пластификаторы. Они увеличивают пластичность, улучшают удобоукладываемость, снижают количество влаги и порообразование. Пластифицирующие добавки вносят в дозировке от 0,1 до 3 %.

7. Заполнители пор и трещин. В качестве них используют неорганические соли металлов — хлорное железо, нитрат кальция, силикаты натрия и калия. Вещества повышают водонепроницаемость и прочность.

8. Гидрофобные компоненты. Силиконовые жидкости, олеаты или стеараты натрия, калия, цинка. Рекомендуемая доза — от 0, 15 до 1 % от массы цемента.

Стоимость

МаркаЦена, руб/м3
В 20 (М250) W6 F2002890
В 22,5 (М300) W8 F2002980
В 25 (М350) W10 F3003010
В 30 (М400) W12 F3003050
М200 П3 F100 W6, 0 °C3000
М200 П3 F100 W6, -5 °C3150
M250 П3 F100 W6, 0 °C3190
М200 П3 F100 W6, -15 °C3240
M250 П3 F100 W8, 0 °C3390
M300 П3 F100 W8, -15 °C3820
M250 П3 F100 W8, -5 °C3530
M250 П3 F100 W8, -10 °C3580
M250 П3 F100 W8, -15 °C3630
M350 П3 F100 W8, 0 °C3330
M350 П3 F100 W8, -5 °C3780
М200 (В15) W6, 0 °C3340
М250 (В20) W6, 0 °C3580
М250 (В20) W6, -5 °C3730

В цену не входит доставка до строй площадки, выгрузка. При большом объеме партии они могут существенно увеличить итоговую стоимость бетонных работ.

 

что это такое гидротехнический бетон, состав действующего, ГОСТ, пропорции и технические характеристики

Гидротехнический бетон – тяжёлый строительный материал, обладающий повышенной устойчивостью к воздействию внешних факторов. Его применяют для постройки и ремонта элементов, погруженных в воду. Несмотря на пористую поверхность, он выдерживает сильные статические и динамические нагрузки, обеспечивает высокую стойкость сооружений. Существует несколько видов гидробетона, они отличаются фракцией цемента в составе, дополнительными компонентами, техническими характеристиками и даже внешним видом. При выборе конкретной марки следует учитывать требования к возводимому объекту и особенности влагозащиты.

Что такое гидротехнический бетон и его технические характеристики

К гидробетону в строительстве относят тяжелые виды цементных растворов, обладающие высокой прочностью и устойчивостью.

Основная особенность этого материала – возможность использования при возведении объектов, погруженных в морскую или пресную воду. 

Он выдерживает большие физические нагрузки даже в условиях низкой температуры.

Область применения и его преимущества

Гидротехнический бетон используют для строительства подводных и надводных конструкций, включая плотины и дамбы. Кроме того, материал нашел широкое применение в возведении противорадиационных укрытий, взлетных полос, где требуется усиленная стойкость к внешним воздействиям. Достоинства:

  • водонепроницаемость вне зависимости от внешних условий;
  • невосприимчивость к низким температурам;
  • высокая прочность и плотность.

Работа с гидробетоном требует не только определенных навыков, но и наличия специального оборудования. Подготовить большой объем раствора практически невозможно без производственной бетономешалки.

Водоустойчивый цемент обладает стойкостью к перепадам температур, выдерживает сильные морозы. Это свойство позволяет использовать его для строительства сооружений в условиях Крайнего Севера.

Действующие ГОСТ 26633 2015

В отличии от архитектурного, к гидробетону предъявляются высокие требования с учетом современных нормативных стандартов. Цементный раствор этого типа должен соответствовать сразу двум ГОСТам – 26633-2015, а также 4795-53 (гидротехнический бетон). При покупке материала для домашнего строительства следует проверять технический паспорт от производителя.

Классификация

Состав и технические характеристики гидробетона отличаются в зависимости от целей строительства, эксплуатационных требований к объекту. В каждом случае следует ориентироваться на климатические условия в регионе, элементы конструкции – они могут быть тонкостенные, массивные или сборные. Про финишную и латексную шпаклевку Текс читайте тут.

Какие могут быть виды

Все виды гидротехнического бетона по нормативным документам принято разделять в зависимости от особенностей применения. Классификация цементных конструкций:

  • расположение относительно уровня воды – подводные и надводные;
  • масштаб объекта – массивные, сборные, тонкие;
  • по сфере воздействия внешних факторов – наружной и внутренней зоны;
  • в зависимости от влияния потока воды – напорные, безнапорные.

Технические характеристики раствора зависят от марки гидротехнического цемента, наличия специализированных компонентов в составе.

Маркировка W и классы

Прочность бетона, как и плотность цемента М500, определяется его классом. Для конструкций, контактирующих с водой, применяют цемент марки не выше В35. На материале всегда имеется маркировка, позволяющая определить основные свойства. Возможны следующие варианты:

  • БПТ – подводный цемент для тонкостенных сооружений;
  • БГТ – для областей с переменным горизонтом воды;
  • БНП – для надводных массивных построек.

Еще до начала строительства следует определиться с необходимым качеством цемента, чтобы заранее сформировать все нормативные акты в рамках проектной документации. Про керамический кирпич и камень по ГОСТу 530 читайте здесь.

Цементная основа имеет срок годности. При неправильном хранении даже у прочного гидробетона снижаются основные технические показатели.

Что добавляют для улучшения свойств

Физические свойства бетона определяются фракцией основных компонентов, а также наличием дополнительных компонентов. Для приготовления водоустойчивого цемента применяют следующие добавки:

  • пластификаторы – сульфатно-дрожжевая бражка, кремниевые вещества, нейтрализованная смола. Их содержание не должно превышать 3%.
  • уплотнители структуры – хлористое железо, селитра, силикат натрия, максимальное количество до 1%;
  • гидрофобные добавки – олеат натрия, стеарат цинка и кальция в количестве до 1%.

На каждом виде гидробетона всегда указывают состав и процентное соотношение основных компонентов. Они должны соответствовать существующим нормативным требованиям.

Основные показатели соответствия

Гидротехнический бетон любой марки должен быть водостойким, обладать малым тепловыделением в процессе затвердевания. Важно, чтобы материал демонстрировал минимальную усадку и был стойким к стиранию. Технические требования к качеству:

  • прочность на сжатие до В35;
  • на осевое растяжение – максимум Bt 3,2;
  • водонепроницаемость – W2-20;
  • морозостойкость – F50-600

Устойчивость к низким температурам является дополнительным требованием. Она определяется климатическими условиями в регионе, где планируется строительство объекта. Про террасную доску из лиственницы расскажет этот материал.

Что входит в состав и компоненты

Основными составляющими гидробетона являются цемент, песок и щебень. Их количество и фракция зависит от качества и маркировки материала. Дополнительные компоненты определяются требованиями к сооружению.

Портландцемент

Это вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, гипса и силиката кальция. Добавку используют для подготовки морозостойкого бетона, который будет часто контактировать с водой. Про размеры обыкновенного красного кирпича читайте по этой ссылке.

Сульфатостойкий

Разновидность гидротехнического бетона, применяемая при строительстве сооружений в жесткой воде. Материал имеет высокую стоимость, обладает повышенной устойчивостью к воздействию солей кальция.

Гидрофобные марки

Как правило, это бетон, содержащий добавки СДБ и СНВ, а также микронаполнители. Это позволяет использовать раствор, как фасадную шпаклевку для наружных работ, в условия агрессивной среды, при большом давлении.

Пуццолановый

В таком цементе увеличено количество шлакопесчаных компонентов. Это позволяет использовать материал в экстремальных условиях, для строительства элементов в жесткой и морской воде.

Вместо пуццоланового допустимо использовать белито-кремнезёмистый цемент. Благодаря наличию кремния в составе бетон может выдерживать воздействие агрессивной сульфатной среды, например, в нефтегазовых вышках.

Что важно учесть при изготовлении своими руками

Технология подготовки цементного раствора для строительства объектов в особых условиях практически не отличается от работы с обычными бетонными марками. На что обращать внимание при выборе водоцементного отношения:

  • характеристики будущей конструкции;
  • определение рекомендуемого заполнителя в виде щебня и песка;
  • расчет показателя подвижности смеси;
  • состав и объем модификаторов, дополнительных компонентов.

Оптимальная фракция заполнителей – 15-20 см, чтобы сократить расход рабочей смеси можно применять и более крупные элементы. Однако в таком случае требуется дополнительное уплотнение глубинным вибратором.

Про финишную однокомпонентную шпаклевку для автомобиля узнайте в этой статье.

Рецепт приготовления: пропорции

Если вы планируете использовать гидротехнический бетон для возведения небольших сооружений, можно воспользоваться следующим рецептом:

  • 500 кг цемента;
  • 1100 кг щебня;
  • 600 кг песка;
  • 1,5 кг пластификатора СЗ;
  • 5 кг нитрата кальция;
  • 1 кг ГКЖ.

Следует помнить, что тяжелые виды цемента быстро усаживаются, приобретая прочность и вязкость. Поэтому рекомендуется использовать бетономешалку для тщательного смешивания компонентов.

Марки

Для подготовки влагоустойчивого бетона важно грамотно подбирать марку цемента. От этого зависит скорость усадки, прочность и эксплуатационные характеристики конструкции.

В35 W12 F300

Гидротехнический бетон, рекомендуемый для строительства метро, плотин и дамб. Материал обладает высокой устойчивостью к температурным воздействием, воде. Не рекомендуется для возведения жилых домов и бытовых построек из-за высокой стоимости.

Цена – от 45 руб за 1 кг.

В25 М350

Пескоцементная смесь этой марки имеет повышенную водонепроницаемость (W8), а также морозостойкость в диапазоне F100-300. Относится к малоподвижным растворам, требуется наличие виброуплотнителя. Используется для фундаментов многоэтажных зданий, аэродромных полос, плит перекрытия и свай.

Видео

Про гидротехнический бетон смотрите в этом видео:

Вывод

  1. Гидротехнический бетон – прочный строительный материал, имеющий повышенную устойчивость к воздействию воды и морозу.
  2. Сфера применения очень разнообразна. Гидробетон подходит для строительства объектов, размещенных в воде, в условиях агрессивной среды.
  3. Технические свойства определяются наличием добавок в составе. Для того чтобы сделать бетон используют пластификаторы, уплотнители структуры и гидрофобные вещества.

 

Рецепт бетона м200 — О цементе инфо

Бетон – незаменимый материал в строительстве. Многие думают, что он всегда одинаков. Но это не так. Его подразделяют на классы и марки с разными показателями.

Схема монолитной плиты из М200.

Самый известный показатель – прочность. Она обозначается буквой М и числовым значением (М200, М300, М350, М400 и т. д.).

М200 – каменный материал, он получается при смешивании с водой однородных смесей вяжущих веществ, заполнителей и модифицированных добавок. Эта марка подойдет для заливки столбов, которые расположены в местах концентрированной нагрузки здания, фундаментов малоэтажных частных домов, монолитных конструкций с небольшой нагрузкой. Эту марку используют часто при изготовлении стяжек полов, лестниц, дорожек, площадок. Прочности М200 хватает для создания строительных конструкций с небольшой нагрузкой.

Для весьма качественного небольшого строительства лучше всего подойдет состав М200.

М200 – один из самых популярных, он универсален, применяется в строительстве, для реставрации и ремонта.

В состав М200 входят цемент, вода, различные мелкие и крупные заполнители (щебень, песок или гравий). Щебень может быть гранитный, известковый или гравийный. Чтобы связать смесь, используется глина, известь или гипс.

Схема ленточного фундамента из бетона М200.

Для получения качественной смеси нужно строго следовать рекомендациям по технологии изготовления, учитывать качество материалов, входящих в состав, соблюдать необходимые пропорции.

Наиболее часто для производства смеси применяют цемент марок М500 и М400. Для приготовления М200 требуется цемент марки не ниже М400.

При расчете правильных пропорций следует учитывать незначительные, казалось бы, факторы: размер щебня, фракцию песка, количество воды и чистоту песка при замесе смеси. Также учитывают качества, которые необходимо придать материалу: стойкость к деформациям, упругость, морозостойкость, влагостойкость и так далее.

Для определенной марки цемента есть свои пропорции для получения нужной марки. Часто М200 готовят из цемента М400. Из цемента М400 также возможно приготовить и бетон М300, соблюдая другие пропорции.

Отдельно следует сказать о фракции щебня. Для получения качественного материала любой марки необходимо использовать щебень, размер зерна которого составляет 5-20 мм. Песок должен быть очень чистым и без всяких примесей типа глины, ила, известняка. В процессе приготовления цементной смеси следите за тем, чтобы вода полностью впитывалась в цемент.

Смеси хранят недолгое время, поэтому необходимо приготовить такое количество смеси, которое нужно использовать в ближайшее время. Если раствор оставить на следующие сутки, то он будет непригоден для использования.

Рецепт приготовления бетона М200

Таблица прочности различных марок

Приготовление смеси – несложный процесс. Для этого потребуется: цемент, вода, щебень, песок, бетономешалка.
В зависимости от того какой цемент берем за основу, пропорции будут различаться.

  • цемент М400 – 10 л, песок – 25 л, щебень – 40 л, общее количество – 54 л;
  • цемент М500 – 10 л, песок – 32 л, щебень – 49 л, общее количество – 62 л.

В процессе изготовления смеси любой марки следует обязательно соблюдать рецептуру приготовления, придерживаться норм, не допускать расхождений с рецептурой более 1% и соблюдать определенный технологический процесс. При соблюдении всех условий конструкция прослужит долгие годы и будет прочной.

Особенности марок М300, М350, М400

Марка М300 – одна из самых популярных сегодня в строительстве при создании монолитных конструкций, таких как фундамент. Главное требование к бетону марки М300 – однородность, за этим необходимо внимательно следить в процессе всего производства.

Высокая плотность марки М300 позволяет использовать его для покрытий аэродромов, строительства фундаментов, мостов, гидротехнических конструкций, разнообразных ЖБК.

Среди всех марок не менее популярен в строительстве М350. Эта марка часто используется для строительства конструкций с повышенной нагрузкой. К примеру, строительство перекрытий, колонн, многоэтажных зданий. М350 имеет отличные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, прочность, морозостойкость. Для усиления прочности в бетоне М350 используется гравий, для повышения морозостойкости используют гранит.

Бетон М400 в современном строительстве используют при производстве гидротехнических сооружений и разнообразных мостовых конструкций, при оборудовании банковских хранилищ. Из М400 изготавливают колонны, ригели, балки, чаши бассейнов и другие конструкции со специфическими требованиями. Использование этой марки обусловливается требованиями, которые связаны с уникальными особенностями эксплуатации создаваемой конструкций.

Гидравлический цемент – Определение – Состав – Когда использовать

Тип цемента, который очень быстро схватывается и затвердевает при добавлении воды к тонкоизмельченному цементу, называется гидравлическим цементом . В настоящее время это самый распространенный цемент.

В настоящее время различные смеси современного портландцемента обычно называют гидравлическим цементом. Гидравлический цемент, состоящий из гидравлических силикатов кальция (обычно содержащих сульфат кальция), представляет собой неагрессивное, не ржавеющее и безусадочное вещество, широко используемое в строительстве. Этот тип цемента особенно хорош для конструкций, которые постоянно контактируют с водой, поскольку он непроницаем для воды.

История и развитие гидравлического цемента

Гидравлический цемент впервые был использован римлянами в средние века, когда «гидравлический цемент» представлял собой просто вулканический пепел, смешанный с известью. В 18 веке Джеймс Паркер запатентовал римский цемент, который приобрел популярность, но был заменен портландцементом в 1850-х годах.

Источник: www.flickr.com

 

В XIX веке француз Луи Вика заложил основы химического состава портландцемента, а в России Егор Челиев опубликовал сведения о применении, преимуществах и способах изготовления цемента.Джозеф Аспдин вывел портландцемент на рынок Англии, а его сын Уильям Аспдин разработал «современный» портландцемент, который вскоре стал пользоваться довольно высоким спросом.

Но настоящим отцом портландцемента считается Исаак Чарльз Джонсон, который внес огромный вклад в развитие гидравлического цемента, опубликовав процесс разработки мезо-портландцемента в печи. С тех пор гидравлический цемент претерпел значительные изменения, чтобы его можно было производить как очищенный продукт, который можно увидеть сегодня.В настоящее время доступны различные смеси гидравлического цемента для удовлетворения конкретных потребностей строительного проекта.

Химический состав гидравлического цемента

Четыре основных компонента гидравлического цемента: 2 o 3 o 3 )

  • Brownmillerite (4CAO · AL 2 O 3 · FE 2 o 3 )

    • Механические свойства цемента предоставляются силикатами (Belite, Alite) тогда как последние два ингредиента необходимы для жидкой фазы производственного процесса внутри печи.Определенные добавки также необходимы для особых свойств, таких как значительное сокращение времени схватывания и отверждения, предотвращение усадки, возможность использования под водой и т. д. Точная химия реакций, ответственных за производство цемента, все еще является предметом исследований.

    Как работает гидравлический цемент

    Принцип работы гидравлического цемента основан на процессе гидратации, что означает, что продукт затвердевает при добавлении воды. Некоторые вещества, присутствующие в гидравлическом цементе, инициируют реакции из-за применения воды, в результате чего смесь очень быстро схватывается и затвердевает, а время отверждения сокращается.Природа этих химических продуктов делает гидравлический цемент невосприимчивым к повреждению водой и дальнейшим химическим воздействиям. Следовательно, этот тип цемента подходит для строительства конструкций, находящихся в тесном контакте с водой или погруженных в нее.

    Еще одним важным свойством гидравлического цемента является его прочность. Трехкальциевый силикат и двухкальциевый силикат, присутствующие в таком цементе, при добавлении воды вступают в следующие реакции:

    Трехкальциевый силикат + вода → гидрат силиката кальция + другие химические продукты

    Двухкальциевый силикат + вода → гидрат силиката кальция + другие химические продукты

    Основной продукт этих реакций, гидрат силиката кальция, имеет сеть коротких волокон, которая значительно увеличивает прочность продукта, а также делает его водонепроницаемым.

    Когда использовать гидравлический цемент

    Правильный тип цемента следует выбирать в зависимости от характера строительных работ. Различные смеси гидравлического цемента содержат различные соотношения химических компонентов для удовлетворения конкретных потребностей.

    Гидравлический цемент отлично подходит для проектов, требующих быстрого схватывания и меньшего времени отверждения. Тем не менее, это дает только короткое время для работы с ним, прежде чем он затвердеет, поэтому рекомендуется применять гидравлический цемент только для проектов, которые можно выполнить за 10-15 минут с умеренным количеством цементной смеси, приготовленной за один раз.

    Его способность обеспечивать прочность огромна, поэтому гидравлический цемент можно использовать для строительства высокопрочных конструкций. Цемент не является гибким, поэтому его можно использовать только для механической поддержки конструкций.

    Для строительства подводных сооружений гидравлический цемент практически безальтернативен. Будучи непроницаемым для воды, он может быть использован в строительстве конструкций, находящихся в постоянном контакте с водой. Этот тип цемента не подвергается коррозии и ржавчине, поэтому сохраняет свою прочность даже при погружении в воду.Это также чрезвычайно полезно для гидроизоляции.

    Если конструкция требует высокой прочности, но она находится в очень холодном климате или на промерзшей поверхности, применение гидравлического цемента в таких обстоятельствах не рекомендуется, если не будут приняты определенные меры для обеспечения долговечности.

    Гидравлический цемент не дает усадки, как обычный цемент, а некоторые смеси даже расширяются при затвердевании. Этот тип расширяющегося гидравлического цемента очень полезен для герметизации бетонных утечек и ремонтных работ.Заделка трещин гидравлическим цементом продержится много лет, но это не окончательное решение. Для очень мелких трещин герметик может быть лучшим решением, чем гидравлический цемент. Опять же, гидравлический цемент не решит проблемы, вызванные конденсацией и отсутствием утечек.

    Рецепт бетона древних римлян может помочь нам противостоять восстанию моря

    (Изображение: высверливание образца древнеримской бетонной конструкции в Портус-Козанус, Тоскана, 2003 г. )

    Древнеримский бетон был более прочным, чем любой бетон, созданный до или после него.«Это самый прочный строительный материал в истории человечества», — сказал в интервью Washington Post Филип Брюн, исследователь из DuPont Pioneer, изучающий инженерию древнеримских памятников. «И это я говорю как инженер, не склонный к преувеличениям».

    Действительно, ученые изучают свойства и химическую смесь бетона, который был изготовлен из вулканического пепла, найденного в Италии, и особенно хорошо подходит для морских сооружений. Теперь некоторые исследователи задаются вопросом, могут ли секреты этого древнего строительного материала помочь нам адаптироваться к миру поднимающегося уровня моря.

    По мере повышения глобальной температуры морской лед тает, в результате чего уровень моря повышается быстрее, чем в 1900-х годах. Насколько именно он поднимется, зависит от ряда переменных, но существует высокая вероятность того, что повышение уровня моря заставит нас укреплять инфраструктуру вокруг прибрежных городов. Венеция уже тонет.

    Одним из самых простых решений для прибрежного города является строительство дамбы. Эти сооружения не должны постоянно сдерживать океан, а скорее построены для того, чтобы блокировать воду от города во время приливов и штормов, которые могут вызвать наводнения.Малекон в Гаване, Куба, например, представляет собой пятимильную дорогу и дамбу, которая охраняет инфраструктуру города. Морские дамбы используются по всему миру в таких странах, как Великобритания и Австралия.

    Оказывается, у древних римлян был идеальный рецепт водонепроницаемого бетона. Материал, названный римлянами opus caementicium , сделан из гидравлического цемента, что означает, что он может затвердевать под водой или во влажных условиях. Римляне смешали этот цемент с вулканическим пеплом, найденным в районах вокруг современного Неаполя.Вулканический пепел добавил в бетон минерал под названием филлипсит, и исследование, опубликованное в понедельник в журнале American Mineralogist, показывает, что кристаллы глиноземистого тоберморита растут в римском бетоне, когда он подвергается воздействию воды. Ученые считают, что эти кристаллы могли обеспечить структурное усиление, которое делает римский бетон таким прочным.

    Глиноземистые кристаллы тоберморита, растущие в образцах древнеримского бетона.

    Мари Джексон

    Между 22 и 10 г. до н.э. римляне построили подводный бетонный фундамент для гавани древнего города Кесария на территории современного Израиля.Эти морские сооружения сохранились до сих пор, спустя более двух тысячелетий. Исследователи, изучающие древнеримский бетон, предполагают, что этот материал можно использовать с современными ресурсами для строительства морских дамб вокруг городов, подверженных риску затопления океаном.

    Мари Джексон, археолог из Университета штата Юта, пытается воссоздать этот тип бетона, используя вулканические породы, найденные в океане вокруг Сан-Франциско. Она отмечает, что искусственное производство глиноземистого тоберморита требует большого количества тепла и энергии просто для синтеза небольшого количества.Если мы надеемся добавить этот материал в современный бетон, вероятно, будет более рентабельно собирать его из природного источника тепла и энергии, где он образуется: из вулканов.

    Если города по всему миру будут вынуждены строить дамбы из-за подъема уровня океана, версия римского бетона может стать альтернативой стальным конструкциям. Этот прочный бетон только затвердевает и становится более прочным, когда подвергается воздействию соленой морской воды.

    Плиний Старший, знаменитый римский писатель, историк и философ, однажды написал оду бетону.«Как только он соприкасается с морскими волнами и погружается в воду, становится единой каменной массой, неприступной для волн». С волнами, поднимающимися вокруг нас, у нас может быть больше потребности в этом бетоне, чем когда-либо прежде.

    Источник: The Washington Post

    Джей Беннетт Ассоциированный редактор Джей Беннетт — помощник редактора PopularMechanics.com.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Что такое гидравлический цемент | Использование гидравлического цемента | Как наносить гидравлический цемент

    Внедрение гидравлического цемента

    Вода — главный враг строительных сооружений. Вода может нанести большой ущерб конструкциям. Очень важно защитить конструкции от влаги, которая может нанести огромный ущерб конструкциям.

    Остальные марки цемента нельзя использовать для возведения конструкций, контактирующих с водой. Если мы возведем подводные сооружения из обычного цемента, то он подвергнется коррозии и будет поврежден.

    Но можно подумать, что есть много инженерных сооружений, построенных наподобие мостов, дамб, которые находятся в постоянном контакте с водой. Итак, , как можно строить сооружения в воде?

    Существует специальный тип цемента, который используется для строительства конструкций, которые остаются в контакте с водой, широко известный как Гидравлический цемент .

    В этой статье вы узнаете все о гидравлическом цементе и гидравлическом цементе.

    Также читайте: 10 лучших цементных компаний в Индии

    Что такое гидравлический цемент?

    Гидравлический цемент представляет собой специальный тип цемента , который быстро схватывается и затвердевает при добавлении воды в мелкоизмельченный цемент, известный как Гидравлический цемент.

    В древние времена гидравлический цемент впервые использовали римляне. Гидравлический цемент лучше всего подходит для конструкций, постоянно находящихся в контакте с водой.

    Гидравлический цемент

    в настоящее время широко используется в строительной отрасли, потому что он не дает усадки, не вызывает коррозии и не ржавеет.

    Гидравлический цемент обладает способностью реагировать с водой в условиях окружающей среды с образованием затвердевшего и водостойкого продукта. Различные смеси современного портландцемента коммерчески называются гидравлическим цементом.

    Гидравлический цемент — это продукт, который обычно используется для остановки воды и быстро схватывается под воздействием воды. Гидравлический цемент схватывается в течение 5-10 минут после добавления в него воды.

    Это тип цемента, аналогичный строительному раствору. Гидравлический цемент широко используется в строительной отрасли для герметизации конструкций ниже уровня земли и в условиях погружения конструкций в воду.

    Также прочтите: Как производится цемент | Цементные ингредиенты | История цемента

    Химический состав гидравлического цемента

    В основном гидравлический цемент

    состоит из четырех компонентов.
    • Белит (2CaO·SiO 2 )
    • Алит (3CaO·SiO 2 )
    • Трехкальциевый алюминат/целит (3CaO·Al 2 O 3 )
    • Браунмиллерит (4CaO·Al 2 O 3 Fe 2 O 3 )

    Механические свойства гидравлического цемента определяются силикатами.

    Некоторые добавки также необходимы для особых свойств, таких как , значительное сокращение времени схватывания и отверждения, предотвращение усадки, возможность использования под водой и т. д.

    Как работает гидравлический цемент

    Гидравлический цемент работает по принципу процесса гидратации. Это означает, что сухой гидравлический цемент затвердевает, когда подвергается воздействию воды .

    Природа химических продуктов, которые используются в гидравлическом цементе, делает его невосприимчивым к повреждениям водой и химическим воздействиям .

    Поэтому гидравлический цемент широко используется при строительстве конструкций , контактирующих с водой.

    Основным продуктом гидравлического цемента является гидрат силиката кальция, который повышает прочность конструкций и делает их водонепроницаемыми .

    Также прочтите: Плотность цементного песка и заполнителя | Плотность цемента | Плотность песка | Совокупная плотность | список Плотность

    Пригодность гидравлического цемента для строительства

    1. Важно выбрать правильный тип цемента в соответствии с характером строительных работ .
      2. Гидравлический цемент
    2. подходит для строительных проектов, требующих быстрого схватывания и меньшего времени отверждения. Такие типы проектов дают меньше времени для работы.
    3. Гидравлический цемент рекомендуется использовать только для строительных работ, которые можно построить за 10-15 минут с умеренным количеством цементной смеси.
    4. Гидравлический цемент обладает способностью обеспечивать прочность конструкций, находящихся в контакте с водой. Этот цемент используется для возведения высокопрочных конструкций.
    5. Важно принять надлежащие меры при применении гидравлического цемента в холодном климате .
    6. Гидравлический цемент не дает усадки, как обычный цемент, а некоторые из них также расширяются при затвердевании. Этот тип гидравлического цемента, который имеет свойство расширяться, очень полезен для герметизации и ремонтных работ.
    7. Ремонт бетонных конструкций с помощью гидравлического цемента очень прочный и держится много лет .

    Также прочтите: 23 различных типа цемента доступны в Индии и соответствуют стандартам IS

    Использование гидравлического цемента

    Гидравлический цемент широко используется для строительства различных конструкций, которые перечислены ниже:

    • Бассейны
    • Фундаменты
    • Приямки для лифтов
    • Дренажные системы
    • Стены подвала
    • Люки
    • Дымоходы
    • Цистерны и фонтаны
    • Морское применение
    • Для герметизации бетонных и каменных конструкций

    Применение гидравлического цемента при ремонтных работах строительных конструкций.

    1. Гидравлическое цементное растворение также является одним из широко используемых методов ремонта трещин в бетоне.
    2. Гидравлический цемент применяется для ремонта скрытых трещин в бетоне .
    3. Гидравлический цемент широко используется для специального ремонта , который включает в себя.
    4. Ремонт фундамента .
    5. Ремонт трещин в подвале.
    6. Ремонт бетонных стен, полов и проездов.
    7. Гидравлический цемент также используется для герметизации и ремонта кирпичной кладки, а также бетонных конструкций.

    Также прочтите: Что такое водоцементное отношение | Водоцементное отношение и прочность бетона | Роль воды в бетоне

    Как наносить гидравлический цемент?

    1. Первая точка очистите поверхность , где должен быть нанесен гидравлический цемент.
    2. Поверхность должна быть очищена от масляной грязи или любых других загрязнений, в противном случае не должно быть надлежащего сцепления.
    3. Участок, на который наносится гидравлический цемент, должен быть пропитан в течение 24 часов перед его применением.
    4. Гидравлический цемент следует смешивать с механической смесью для получения однородной смеси .
    5. Добавьте в него воду в соответствии с рекомендациями производителя.
    6. Если есть избыток воды, удалите ее, в противном случае ее применение будет затруднено.
    7. Нанесите гидравлический цемент везде, где это необходимо.

    Преимущества гидравлического цемента
    1. Гидравлический цемент легко работать и наносить .
    2. Гидравлический цемент быстро схватывается и затвердевает, что поможет быстро достичь желаемой прочности .
    3. Гидравлический цемент безусадочный и не подвергается коррозии .
      4. Гидравлический цемент
    4. водонепроницаем и может использоваться для строительства подводных конструкций .
      5. Гидравлический цемент
    5. представляет собой экономичное решение по сравнению с другими цементными продуктами.
    6. Гидравлический цемент широко используется для строительства долговечных ремонтных работ по бетону .
    7. Гидравлический цемент можно использовать для герметизации подвала и других утечек бетона .

    Также прочтите: Марки цемента | Типы марок цемента | Цемент какой марки используется для плиты

    Недостатки гидравлического цемента
    1. Гидравлический цемент затвердевает очень быстро, поэтому крайне необходимо использовать его в течение 10-15 минут после смешивания .
    2. Гидравлический цемент нельзя использовать для замерзших поверхностей.
    3. Гидравлический цемент не является гибким, подходит только для обеспечения механической поддержки .
    4. Гидравлический цемент нельзя использовать в зонах , где температура ниже 48°F .

    Часто задаваемые вопросы

    Применение гидравлического цемента

    Гидравлический цемент можно использовать выше или ниже сорта, однако он чрезвычайно полезен, если используется в:

    • Бассейны
    • Дренажные системы
    • Фундаменты
    • Приямки для лифтов
    • Стены подвала
    • Люки
    • Герметизация вокруг бетонных и каменных конструкций
    • Морское применение.
    • Дымоходы
    • Цистерны и фонтаны.

    Является ли гидравлический цемент водонепроницаемым?

    Безусадочный, высокопрочный водостойкий раствор для бетона, каменной кладки, кирпича, камня и штукатурки. Смешайте с водой до консистенции шпаклевки. Схватывается в течение 3-5 минут, останавливая активные протечки и просачивание воды под давлением через отверстия, трещины, стыки стен и полов, бассейны, резервуары для хранения воды, фонтаны, пруды и водостоки.

    Расширяющийся гидравлический цемент

    Цемент , который при смешивании с водой образует пасту, которая после схватывания увеличивается в объеме в большей степени, чем портландцементная паста.Расширяющиеся бетоны делятся на две категории: компенсирующие усадку и самонапрягающиеся.

    Расширяющийся гидравлический цемент

    ChemPlug представляет собой быстросхватывающийся расширяющийся гидравлический цемент, состав которого позволяет выдерживать постоянное воздействие воды даже под давлением. На цементной основе заполняет и герметизирует поры и пустоты бетонной или каменной поверхности.

    Использование гидравлического цемента

    • Бассейны
    • Дренажные системы
    • Фундамент
    • Приямки лифта
    • Стены подвала
    • Люки
    • Герметизация вокруг бетонных и каменных конструкций
    • Морские приложения.
    • Дымоходы
    • Цистерны и фонтаны

    Для чего используется гидравлический цемент?

    Гидравлический цемент

    представляет собой смесь гидравлического цемента и запатентованных добавок, используемых для закупорки и остановки утечек воды или жидкости в бетонных конструкциях и каменных стенах. При смешивании до густой консистенции и ручной формовке гидравлический цемент схватывается через 3-5 минут, не пропуская воду.

    Гидравлический цемент для заполнения трещин

    Гидравлический цемент Разочарованный домовладелец удалит герметик, выдолбит трещину и заполнит ее гидравлическим цементом.Однако гидравлический цемент имеет слабую связь с бетоном, поэтому для удержания трещины требуется перевернутая V-образная канавка.

    Как смешивать гидравлический цемент?

    Смешайте 4–4 1/2 части цемента Water-Stop с 1 частью воды по весу . Ингредиенты следует смешать, чтобы получилась густая шпаклевочная консистенция. Не смешивайте больше материала, чем можно использовать за 2–3 минуты. В большинстве случаев ограничивайте размер партии до 4–6 унций (113–170 г) порошка.

    Лучший гидравлический цемент

    Лучшие компании по производству гидравлического цемента следующие.

    1. Кикрит
    2. Быстрый набор
    3. Драйлок
    4. Сакрете
    5. Кристол
    6. Цинссер
    7. Ратленд

    Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

    Предлагаемое чтение –

    Добавление пыли цементного байпаса в гидравлическое дорожное вяжущее

    Реферат

    В этой статье описывается использование байпасной пыли цементной печи в качестве дополнительного компонента в гидравлическом дорожном вяжущем.В лабораторных условиях были приготовлены три опытные вяжущие смеси (БМ1–БМ3) с варьированием состава основных составляющих (цементный клинкер, молотый известняк и молотый гранулированный доменный шлак) и постоянным содержанием байпасной пыли (10%). Свойства вяжущих компонентов, свежих экспериментальных вяжущих смесей и отвержденных образцов были испытаны в соответствии со стандартом STN EN 13282-2 для гидравлического дорожного вяжущего нормального твердения. Физические и химические свойства всех вяжущих смесей (тонкость помола: +90 мкм ≤ 15 мас.%; Содержание SO 3 : <4 мас.%) соответствовало требованиям стандарта. Введение байпасной пыли привело к увеличению влагосодержания при стандартной консистенции цементных смесей (в/ц = 0,23) и к сокращению времени начального схватывания двух опытных смесевых цементных смесей (ВМ1 и ВМ3) по сравнению с требуемым значением. по стандарту. Только БМ2 с наименьшим содержанием SO 3 (0,363 мас.%) и наибольшим процентным содержанием гранулированного доменного шлака (9,5 мас.%) и щелочей (Na 2 O и К 2 O 5.9 мас.%) в смеси вяжущего соответствовало нормативному значению времени начального схватывания (≥150 мин). Результаты испытаний опытных образцов на прочность при сжатии через 56 сут твердения (59,2–63,9 МПа) свидетельствуют о превышении верхнего предела нормативного требования для класса Н4 (≥32,5; ≤52,5 МПа).

    Ключевые слова: гидравлическое дорожное вяжущее, цемент, известняк, гранулированный доменный шлак, байпасная пыль

    1.

    Введение

    Индустрия устойчивого строительства фокусируется на производстве новых экологически безопасных решений, связанных с заменой традиционных материалов.Производство цемента является интенсивным потребителем энергии, природного невозобновляемого сырья и ископаемого топлива в высокотемпературном процессе. Вклад сектора производства цемента в общие глобальные антропогенные выбросы CO 2 составляет примерно 8% [1,2]. Эти воздействия на окружающую среду связаны с выбросами CO 2 при производстве клинкера (особенно при термическом разложении карбоната кальция) и при сжигании ископаемого топлива. CO 2 — это парниковый газ, который способствует глобальному потеплению и связанным с ним изменениям климата.Таким образом, при производстве цемента необходимо срочно применять принцип устойчивости и использовать дополнительные вяжущие материалы и заменители традиционных ископаемых видов топлива при нагреве цементных печей за счет использования альтернативных видов топлива с адекватной теплотворной способностью. Переработка соответствующих продуктов, таких как отходы и/или побочные продукты, стала привлекательной альтернативой их утилизации в соответствии с иерархией обращения с отходами, а также с политикой Европейского союза (ЕС) и целями Повестки дня на XXI век, касающимися устойчивого развития.Выгоды, связанные с использованием альтернативных видов топлива, связаны со снижением экологической и экономической нагрузки. Различные виды газообразных, жидких и твердых отходов (опасных и неопасных) используются в качестве альтернативного топлива в цементных печах, таких как отходящие газы нефтеперерабатывающих заводов, полигонов и пиролиза, отработанные масла и жиры, парафиновые суспензии, химические отходы, асфальт. шлам, промышленный шлам, осадок городских сточных вод, сельскохозяйственные отходы, резина и шины, пластмассы и текстиль [3]. В настоящее время уделяется внимание замене ископаемого топлива углеродно-нейтральными материалами (сельскохозяйственной биомассой, твердыми бытовыми отходами или мясом и костями из продуктов животного происхождения) [4]. Потенциал этих альтернативных топлив связан с их пригодностью для процесса горения и обеспечением условий высокой энергоэффективности [5]. Эта стратегия цементной промышленности, основанная на частичном замещении традиционных ископаемых видов топлива альтернативными видами топлива для производства цементного клинкера, имеет большое значение и является привлекательной альтернативой невозобновляемым ископаемым видам топлива [4]. Однако при использовании альтернативных видов топлива должны соблюдаться правила, связанные с сокращением выбросов CO 2 в процессе сжигания в цементной печи [6].Увеличение доли альтернативных видов топлива в процессе сжигания привело к необходимости внедрения в производство байпасной технологии, обеспечивающей отвод отходящих газов из вращающейся цементной печи. Байпасы различной конфигурации пока являются единственно возможным способом снижения количества хлоридов в атмосфере цементной печи [7,8]. Большие количества твердых частиц, присутствующих в дымовых газах, удаляются из печи с помощью устройств контроля загрязнения воздуха. Цементная пыль (CKD), также известная как байпасная пыль (BPD), представляет собой тонкодисперсный дисперсный материал, состоящий из окисленных, безводных частиц микронного размера, скопившихся в пылеуловителях, таких как циклоны, мешочные фильтры или электрофильтры, во время высокотемпературный клинкерный процесс портландцемента.Этот побочный продукт, содержащий мелкие частицы несгоревшего и частично сгоревшего сырья, богат щелочами, хлоридами и сульфатами, а также может содержать тяжелые металлы [9]. Щелочные хлориды попадают в цементную печь вместе с топливом. Таким образом, химический состав БПД определяется технологией сжигания клинкера, видом сжигаемого альтернативного топлива, сырьем и системой удаления выхлопных газов [10,11]. По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA) [12], BPD считается потенциально опасным отходом из-за его едкой и раздражающей природы.Из-за высокого содержания щелочи, превышающего стандартные допуски по цементному клинкеру, побочный продукт БПД не может быть возвращен в сырье для производства клинкера. Количество BPD, образующегося на тонну произведенного клинкера, составляет примерно 15–20% (по массе) [13,14,15]. Общий объем BPD, производимого на словацких цементных заводах, составляет около 6% от общего годового производства клинкера, который в настоящее время попадает на местную свалку для опасных отходов. Большое количество BPD в год приводит к высокой стоимости сбора, транспортировки и захоронения из-за отсутствия адекватных методов его повторного использования и переработки.Существование этих отходов и их растущее производство представляют собой серьезную экологическую проблему. Следовательно, необходимо свести к минимуму этот побочный продукт производства цемента или использовать его устойчивым образом.

    В литературных источниках указывается, что BPD можно повторно использовать различными способами для различных целей. Как сообщается во многих статьях, наиболее распространенными применениями BPD являются уплотнение и стабилизация грунта [10,16]. Добавление BPD может привести к увеличению прочности грунта на сдвиг и/или контролировать свойства грунта при усадке и набухании, тем самым улучшая несущую способность земляного полотна для поддержки тротуаров и фундаментов [17]. БПД в сочетании с летучей золой успешно применялся для стабилизации дорожного полотна и, особенно, глинистых грунтов [18]. Среди современных инженерных приложений BPD его значительный потенциал применения и широкое использование находится в строительном секторе. В основном BPD применяется в качестве частичной замены цемента при производстве растворов/бетонов [10,19,20,21,22], цементных кирпичей [23], бетонных блоков для мощения [24,25], асфальтовых покрытий/бетонов [10,19,20,21,22]. 26], и песчаные тротуары [9]. Присутствие клинкерных фаз и свободной извести в БПД может быть причиной его вяжущих свойств.Во многих работах сообщалось о влиянии используемого BPD на различные свойства раствора и бетона [10,21,22,27]. Более старых работ, посвященных характеристике БЛД и ее влиянию на свойства, было меньше, результаты которых обобщены в [28]. Широкие различия в химическом составе CKD ограничивают их потенциальное применение в качестве надежного вяжущего компонента в бетоне. Однако применение BPD в подходящих количествах не оказывает неблагоприятного воздействия на их свойства. Как показано в [19], бетоны с более низким процентом BPD (около 5%) достигают прочности на сжатие, прочности на изгиб, ударной вязкости и устойчивости к замораживанию и оттаиванию, сравнимых с традиционным бетоном.

    Наличие свободного СаО и значительных количеств растворимых соединений натрия и калия (хлоридов и сульфатов) в БЛД обуславливает его высокую щелочность [29]. Благодаря щелочной природе BPD его можно использовать в качестве щелочного активатора дополнительных вяжущих материалов [30,31,32]. В последние годы были достигнуты многочисленные научные успехи в технологии приготовления и понимание характеристик новых вяжущих с геополимерной матрицей, разработанных путем смешивания BPD с летучей золой и/или гранулированным доменным сталеплавильным шлаком (GGBS) [15,33, 34].Как показано в [35], добавление БФД усиливает реакцию геополимеризации. Альтернативные компоненты, модифицированные щелочью, улучшают свойства свежей смеси цементного раствора/бетона и способствуют снижению воздействия на окружающую среду. Успешное использование BPD для активации золы-уноса и GGBS в трехкомпонентной/четвертичной цементной системе, приводящее к ее более высокой прочности, зависит от скорости растворения добавок, щелочности реагирующей системы и наличия оптимального содержания свободной извести и сульфата. 32,36].Согласно работе [37] щелочеактивированные цементы характеризуются более прочной геополимерной матрицей и меньшим углеродным следом, чем обычный портландцемент. Хайкал и др. [31] сообщили о более прочном вяжущем с оптимизированным составом смеси GGBS, BPD и/или микрокремнезема, где было использовано 20% количества BPD.

    Включение BPD в цементные смеси представляет собой наиболее передовую стратегию экологически безопасного решения по обращению с отходами для BPD. Принимая во внимание этот аспект BPD, альтернативные цементные вяжущие материалы становятся важной темой исследований.

    В настоящее время доступны ограниченные исследования, направленные на оценку характеристик цементных растворов, содержащих BPD, и дополнительные вяжущие материалы для инфраструктурных применений. Оценка физико-механических и прочностных свойств бетонных блоков мощения, содержащих БФД в качестве частичной замены или добавки к цементу, показала, что до 40–60% БФД можно использовать для производства экологически чистой тротуарной плитки дорожного назначения [24]. ]. Как показано в [38], цементные вяжущие, содержащие BPD, могут значительно улучшить свойства земляного полотна.

    BPD может входить в состав цементного вяжущего с высоким содержанием минеральных компонентов. Типичным примером является гидравлическое дорожное вяжущее. Требования европейского стандарта к нормально твердеющему гидравлическому дорожному вяжущему относятся к физико-химическим свойствам вяжущей смеси, а также к механическим свойствам после 56 дней твердения. Насколько известно автору, имеется несколько сообщений об использовании БПД в четвертичных цементных смесях, но с другим составом для этой цели.Таким образом, данное исследование подчеркивает его значимость и оригинальность.

    Научная гипотеза была подтверждена положительными первоначальными результатами о том, что BPD, содержащий комбинацию активаторов (CaO и различные формы щелочей), потенциально может привести к созданию новой связующей системы с благоприятными механическими свойствами при использовании в сочетании с GGBS.

    Основной задачей исследований являлось комплексное решение по применению БПД при приготовлении опытных смесей для экологически чистого гидравлического дорожного вяжущего нормального твердения с ключевыми свойствами свежих цементных паст и отвержденных образцов, испытанных по стандарту в [ 39].Другая частичная цель состоит в том, чтобы внести свой вклад в имеющиеся знания о принятии альтернативного материала гидравлического дорожного вяжущего, который может значительно улучшить свои характеристики с добавлением BPD для образования геополимера в системе вяжущего и защиты окружающей среды. Таким образом, новизна нашего исследования заключается в использовании и оценке свойств гидравлического дорожного вяжущего, содержащего цементный клинкер и известняк в качестве основных компонентов вяжущего с добавлением дополнительного цементного материала (ГГБС) и в сочетании с дополнительным веществом БПД.Научная проблема заключается в понимании влияния физико-химических характеристик БПД на его характеристики как эффективного компонента вяжущего, а также на свойства свежих смесей и затвердевших образцов строительных растворов. Ожидается, что результаты этого исследования предоставят важную информацию об изменении свойств строительного раствора в соответствии со стандартными требованиями.

    Выбор этого дополнительного компонента вяжущего обусловлен улучшением свойств вяжущей смеси (главным образом удобоукладываемости) в соответствии со стандартом [39].Были приготовлены три экспериментальные смеси с вариациями основных составляющих (цементный клинкер и известняк) и ГГБС. Количество БПД в опытных смесях было постоянным на уровне 10% от общей массы в соответствии с нормативно-рекомендуемым содержанием дополнительного вяжущего компонента в нормальнотвердеющем дорожном вяжущем. Дополнительной целью данного исследования являлась оценка критических свойств, включая крупность, химический и фазовый состав сухих вяжущих смесей, поведение свежих смесей (начальное время схватывания, консистенция), прочность на сжатие затвердевших тел, а также интерпретация полученные результаты.Для достижения этих целей были испытаны все стандартные требования к свойствам дорожного вяжущего нормального твердения. Экспериментальные исследования были организованы в два этапа. В первом оценивались свойства БПД и опытных смесей вяжущих с точки зрения их соответствия нормативным требованиям к составу их смесей. Во втором оценивали полученные свойства свежих паст и образцов, затвердевших в нормальных условиях.

    2. Материалы и методы

    2.1. Исходные материалы для гидравлической вяжущей смеси

    Исходными материалами для основных компонентов гидравлического дорожного вяжущего были следующие: портландклинкер, минеральные добавки в виде молотого известняка и молотый гранулированный доменный шлак (ШГШ). Цементная байпасная пыль (БПД), собранная непосредственно в холодном конце печи на цементном заводе и одновременно с клинкером, использовалась в качестве дополнительного компонента в опытных вяжущих смесях. Химический состав компонентов гидравлического вяжущего, определенный с помощью рентгенофлуоресцентной спектроскопии (XRF; спектрометр SPECTRO iQ II XRF, Ametek, Unterschleissheim, Germany), приведен в . Содержание Na 2 O определяли с помощью пламенной фотометрии (Flame Photometer PFP7, JENWAY, Стаффордшир, Великобритания).

    Таблица 1

    Химический состав компонентов гидравлического вяжущего.

    7,05
    Оксиды Клинкер Известняк GGBS BPD
    (мас.%)
    На 2 О 0,24 0,07 0. 58 5,44
    MgO 1,49 0,57 7,86 0,02
    Аль 2 О 3 5,03 1,21 8,11 0,47
    SiO 2 2 20. 67 5.82 52.28 1.92
    P 2 O 5 O 5 0,43 0,1 0,03 0.03
    SO 3 0,54 0,05 4,03 11,13
    Cl — 0,03 0,02 — 33,69
    К 2 вывода 1,05 0,02 0,47 42,83
    СаО 65,18 51,95 36,52
    TiO 2 — — 0. 3 —
    MnO — 0,04 0,78 —
    Fe 2 О 3 2,89 0,51 0,57 0,4
    LOI * 0,61 406776 40. 01 0.89 0.52 0.52

    Рентгеновский дифракционный анализ использовали для определения минералогического состава связующих компонентов (авансовый дифрактометр Bruker AXS D8, Billerica, MA, США).Основные минеральные фазы, выявленные в составе вяжущих, перечислены в .

    Таблица 2

    Минеральные фазы компонентов вяжущего.

    Binder Country Минеральные фазы
    Клинкер AllIte (C 3 ы), Belite и Ларнит (C 2 ы), C 3 A Cabic (Pure), C 3 Орторомбический (с примесью Na), колвилл (C 4 AF), известь (CaO), периклаз (MgO), кварц (SiO 2 ), арканит (K 2 SO 4 ) , Портлендит (CA (OH) 2 ) 2 )
    Limestone
    Calmetone Calcite (CACO 3 ), Доломит CO 3 ) 2 ), Кварц (SiO 2 )
    GGBS MELILITE
    (CA, NA) 2 (AL, MG, FE 2+ ) (SI, AL) 2 O 7 , MERWINITE CA 3 MG (SIO 4 ) 2
    BPD Сильвит (KCl), аркантит (K 2 SO 4 ), галит (NaCl), свободная известь (CaO), кварц (SiO 2 ), ангидрид дритов (CaSO 4 )

    Гранулометрический анализ всех гидравлических компонентов дороги выполняли отдельно с помощью лазерного гранулометра (Mastersizer 2000; Малверн Инструментс Лтд. , Малверн, Великобритания), потому что стандартное просеивание как один из старейших методов определения размера частиц широко используется только для относительно крупных частиц. Результаты анализа размера частиц показаны на рис. Значения D10, D50, D90, удельной площади поверхности (S) и средневзвешенного значения поверхности (SM), описывающие интегральные характеристики распределения частиц по размерам, приведены на рис.

    Таблица 3

    Гранулометрический анализ компонентов вяжущего.

    48,52 8,18 8,56
    Фракция (мкм) Клинкер Известняк ГГБС БПД
    (мас. %)
    счёт 0-1 4,86 ​​ 16,56 3,42 11,56
    1-5 19.72 32,73 14,68
    5-10 16. 57 10.12 15.25 15.25 22.56
    10-20 15.67 15.67 10.12 10.12 9.97 9.22
    706996 7.63 14,36 4,19
    30-40 9. 60 6,46 8,49 2,20
    40-70 7,48 7,58 1,65
    70-90 90-90 3.86 3.80 4.86 —
    +99
    +90 3. 63 4,55 —
    —

    Таблица 4

    Значения D10, D50, D50, D90, удельная площадь поверхности (S) и средневзвешенное значение поверхности (SM), представляющие собой интегральные характеристики распределения частиц компонентов вяжущего по размерам.

    Связующий компонент D10 D50 D90 S SM
    (мкм) (м 2 . g -1 ) (мкм)
    Клинкер 1,98 14,68 119,28 1,37 4,38
    Известняк 0,74 5,25 63,29 2.78 2,16
    GGBS 2,85 17,37 103,21 1,10 5,47
    ПРЛ 0,86 4,13 15,59 2,88 2,08

    Значения D относятся к распределению компонентов на основе их диаметра (например, D50 означает, что половина компонентов больше, а половина меньше этого диаметра).

    2.2. Состав смеси гидравлического вяжущего

    Согласно нормативу [39] содержание основных составляющих вяжущего должно быть более 10 % по массе, при этом дополнительный компонент не должен превышать 10 % от общей массы смеси при нормальном твердении гидравлическое дорожное вяжущее.Составы опытных смесей разрабатывались в соответствии с рекомендованным набором компонентов для нормальнотвердеющего гидравлического вяжущего согласно паспорту продукта DoroCem [40] с постоянным содержанием БФД ().

    Таблица 5

    Рекомендуемый состав для гидравлического вяжущего нормального твердения в соответствии с паспортом продукта DoroCem [40].

    Клинкер Известняк ГГБС БФД
    (мас. %)
    58.5-71.5 16.2-17.8 6.5-9.5 10

    Содержание отдельных составляющих в экспериментальных связующих смесях BM1-BM3 приведены. BM1 характеризуется средним содержанием компонентов (клинкера, известняка и GGBS) в рекомендуемом диапазоне, а BM2 и BM3 – максимальным и минимальным уровнями рекомендуемого диапазона соответственно.

    Таблица 6

    Разработка рецептур с различными компонентами в смесях дорожного вяжущего.

    Рецепт Клинкер Известняк GGBS BPD
    (мас. %)
    ВМ1 65 17 8 10
    ВМ2 63 16,5 9,5 10
    ВМ3 67 17,5 6,5 10
    Справочный 100 — — —
    93. Приготовление цементных смесей

    Введение БФД в цементную смесь потребовало увеличения расхода воды для получения цементного теста стандартной консистенции. Из-за сухости смеси и плохой технологичности цементных смесей с водным коэффициентом (В/Ц) = 0,5 пришлось оптимизировать этот коэффициент до значения 0,23. Эталонную смесь и экспериментальные вяжущие пасты готовили по стандарту [41] путем смешивания сухих компонентов вяжущего с деионизированной водой в стандартном смесителе Е093 (МАТЕСТ, Тревиоло, Италия) на малой скорости в течение 120 с.Затем смесь останавливали на 90 с для удаления пасты, прилипшей к стенке и дну чаши, а также к мешалке с помощью пластикового скребка. Затем перемешивание продолжали на более высокой скорости в течение 120 с.

    Стальную форму для трех корпусов размером 40×40×160 мм каждый заполнили свежей смесью, а для уплотнения использовали лабораторный вибростол (МАТЕСТ, Тревиоло, Италия), оснащенный двигателем, производящим 3000 колебаний в минуту. образцы цементного раствора. Вибрация продолжалась до тех пор, пока на поверхности раствора не исчезали пузырьки воздуха и поверхность тела не становилась относительно гладкой и блестящей.Вибрированные свежие пастообразные смеси хранили во влажной среде (покрытые полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) пленкой), а через 48 ч корпуса извлекали из формы и помещали в водную среду. Деионизированная вода (из лаборатории Строительного факультета ТУ в Кошице) использовалась для обработки смесей согласно [42]. Процессы смешения и твердения проводили в лабораторных условиях (температура 23 °С, относительная влажность 55–65 %).

    2.4. Процедуры тестирования

    2.4.1. Свойства свежей смеси

    Время схватывания и консистенция цементного теста являются ключевыми факторами, влияющими на технологические процессы производства растворов и бетона. Начальный момент времени схватывания определяли методом проникновения зонда. Начальное время схватывания всех свежих экспериментальных цементных паст определяли как время, прошедшее от нуля до момента, когда расстояние между цилиндрической стальной иглой и подушкой достигало 6 ± 3 мм по стандарту [41] с использованием аппарата Вика ( ELE International, Шеффилд, Великобритания).

    Консистенцию экспериментальных смесей свежего вяжущего определяли с помощью тестового стола в соответствии с [43] для свежезамешанных строительных растворов, включающих минеральные вяжущие, где измеряли средний диаметр испытуемого образца, помещенного на стол потока, до удара в вертикальном направлении после выпуск стандартного осадочного конуса.

    2.4.2. Свойства закаленных образцов

    Насыпную плотность испытательных образцов оценивали согласно [44]. Прочность на сжатие опытных образцов цемента, частично замещенных альтернативными компонентами вяжущего, определяли согласно [45] через 28, 56 и 90 суток твердения (ADR ELE 2000, International Ltd., СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО). Полученные значения параметров представляли собой среднее значение шести измерений. Стандартные требования к механическим свойствам приведены в качестве нормативных значений гидравлического дорожного вяжущего нормального твердения.

    Таблица 7

    Стандартные требования к механическим свойствам, приведенные в виде характеристических значений.

    Прочность на компрессию EN 196-1
    класс N1 * N2 N2 N3 N4
    3 Через 56 дней [MPA] 2. 5–22,5 12,5–32,5 22,5–42,5 32,5–52,5

    Гидравлический цемент и раствор: в чем разница?

    Handyman’s World является участником партнерской программы Amazon Services LLC, партнерской рекламной программы, предназначенной для предоставления сайтам средств для получения платы за рекламу за счет рекламы и ссылок на amazon.com.

    Если вы работаете с камнем и кирпичной кладкой, вам, конечно же, необходимо соединить различные части вместе.Двумя очень распространенными вяжущими, которые можно использовать для этой цели, являются гидравлический цемент и раствор.

    С учетом сказанного, это не одно и то же, и вам нужно знать различия между ними, прежде чем выбрать тот или иной, поэтому давайте разберемся с этим прямо сейчас.

    Гидравлический цемент и раствор: основы

    Прежде чем говорить о сходствах и различиях между раствором и гидравлическим цементом, давайте сначала выясним, что они собой представляют.

    Что такое гидравлический цемент?

    Гидравлический цемент представляет собой особый тип цемента, одной из основных характеристик которого является способность затвердевать во влажном состоянии, даже при погружении в воду.Основное назначение этого вида цемента – для конструкций и зданий, которые часто или постоянно контактируют с водой. Он водонепроницаем.

    Применяется для предотвращения протечек воды в бетонных конструкциях, а также каменных конструкциях. Гидравлический цемент изготавливается из различных компонентов, включая алит, белит, целит и браунмиллерит. Алит и белит помогают добиться большой прочности при отверждении смеси, а последний из ингредиентов помогает сохранить ее в исходном жидком состоянии перед использованием.

    Что такое раствор?

    С технической точки зрения раствор определяется как рабочая паста, которая затвердевает и используется для скрепления строительных блоков, таких как блоки бетонной кладки, кирпичи и камни, а также для заполнения зазоров между элементами кладки.

    Раствор представляет собой смесь песка и цемента, обычно портландцемента (разновидность гидравлического цемента, который может затвердевать во влажном состоянии и даже под водой), и обычно некоторых других материалов, таких как заполнители. Основное назначение раствора – кладка стен из кирпичной кладки.

    Сходства гидравлического цемента и раствора

    Теперь, когда мы знаем, что такое гидравлический цемент и раствор, давайте выясним, что делает их похожими друг на друга.

    1. Оба содержат цемент

    Итак, когда дело доходит до состава как гидравлического цемента, так и раствора, есть, конечно, различия, но при этом оба сделаны из цемента. Гидравлический цемент, очевидно, производится из цемента, который обычно представляет собой портландцемент. Хотя раствор также содержит заполнители и песок, он также сделан из портландцемента.Портландцемент является основным связующим в обоих этих строительных материалах.

    2. Оба являются обычными строительными материалами

    Хотя применение обоих этих материалов различно, они оба являются обычными строительными материалами, которые используются при работе с камнем, кирпичной кладкой и бетоном. У них разные приложения, но они оба используются для проектов каменной кладки.

    3. Оба могут отверждаться под водой

    Одним из основных преимуществ гидравлического цемента является то, что он способен отверждаться под водой или просто в очень влажном состоянии.Поскольку раствор обычно также изготавливается из портландцемента, он также обладает способностью затвердевать во влажном состоянии или даже при полном погружении в воду.

    4. Оба являются водостойкими

    Кроме того, гидравлический цемент также является полностью водонепроницаемым, поэтому его часто используют для предотвращения протечек, особенно в зданиях и сооружениях, которые часто подвергаются воздействию воды или даже находятся под водой. Хотя раствор не используется для точно таких же целей, он используется для строительства стен, и в этом случае он водостойкий.Использование раствора для соединения кирпичей предотвратит попадание воды между кирпичами.

    5. Оба плохо работают на морозе

    Хотя раствор может немного лучше работать на морозе, простой факт заключается в том, что оба этих строительных материала не следует использовать при отрицательных температурах, потому что они не будут правильно лечить. В то же время оба этих строительных материала также не слишком хорошо работают в условиях сильной жары.

    6. Процесс отверждения

    Сейчас мы не хотим вдаваться в науку об этом здесь, потому что это может быть довольно тип гидравлического цемента, процесс отверждения обоих этих строительных материалов одинаков.

    Различия между гидравлическим цементом и раствором

    Теперь, когда мы знаем, в чем сходство между ними, давайте поговорим о различиях между ними.

    1. Связующие свойства

    Портландцемент идеально подходит для использования с различными камнями и кладочными материалами, но при этом он не очень хорошо связывает бетон и не так хорошо прилипает к другим материалам. либо. В частности, когда речь идет о бетоне, портландцемент или гидравлический цемент не обладают лучшими связующими свойствами.Раствор, с другой стороны, очень хорошо подходит для всех типов камня, кирпича, бетона и каменной кладки в целом.

    2. Рабочее время

    Одна вещь, которая не слишком хороша в гидравлическом цементе, это тот факт, что он допускает только 15-минутное окно между смешиванием и использованием. Он начинает затвердевать и затвердевать очень быстро. С другой стороны, раствору может потребоваться несколько часов, если не полдня, чтобы он начал затвердевать, а это значит, что у вас будет гораздо больше времени для работы с ним.

    3. Толщина

    Другое основное различие между этими двумя строительными материалами заключается в том, что гидравлический цемент имеет тенденцию быть довольно тонким, тогда как раствор намного толще.Хотя гидравлический цемент можно использовать на вертикальных поверхностях, он может немного стекать, в то время как раствор не должен стекать.

    4. Прочность

    Здесь также необходимо знать, что хотя гидравлический цемент и имеет свое применение, факт в том, что цемент сам по себе довольно слаб, особенно по сравнению с чем-то вроде раствора. Вы бы не использовали гидравлический цемент, чтобы построить стену из кирпичей. Миномет был бы предпочтительным материалом здесь.

    5. Полностью водонепроницаемый

    Здесь важно отметить, что гидравлический цемент полностью водонепроницаем. Хотя раствор содержит гидравлический цемент, из-за того, что он смешивается с другими заполнителями, он не является полностью водонепроницаемым. Конечно, раствор очень водостойкий, но со временем он начнет изнашиваться и пропускать воду.

    Гидравлический цемент или раствор: какой из двух следует использовать?

    Суть в том, что если вы строите стену из кирпича, камня или других видов каменной кладки, то вам нужен раствор. Однако, если вы строите что-то, что требует хорошей гидроизоляции, вам нужно использовать гидравлический цемент.

    Просто имейте в виду, что гидравлический цемент вообще не предназначен для строительных работ, поэтому его нельзя использовать для строительства стен. Вместо этого гидравлический цемент — это то, что вы использовали бы для заполнения зазоров и трещин, чтобы предотвратить попадание или вытекание воды.

    Резюме

    Теперь, когда вы знаете, в чем разница между раствором и гидравлическим цементом, вы можете сделать осознанный выбор между ними для своего следующего проекта.

    Почему 2000-летний римский бетон намного лучше того, что мы производим сегодня

    Одной из захватывающих загадок Древнего Рима является впечатляющая долговечность некоторых бетонных сооружений гавани.Эти вещи, побитые морскими волнами в течение 2000 лет, все еще существуют, в то время как наши современные смеси разрушаются всего за несколько десятилетий.

     

    Теперь ученые раскрыли невероятную химию, стоящую за этим явлением, и приблизились к разгадке его давно утерянного рецепта. Как оказалось, римский бетон не только более прочен, чем то, что мы можем сделать сегодня, но и на самом деле со временем становится на прочнее .

    Исследователи во главе с геологом Мари Джексон из Университета штата Юта в течение многих лет разгадывали тайны римского бетона, и теперь они нанесли на карту его кристаллическую структуру, точно выяснив, как этот древний материал затвердевает с течением времени.

    Современный бетон обычно изготавливается из портландцемента, смеси кварцевого песка, известняка, глины, мела и других ингредиентов, расплавленных вместе при высоких температурах. В бетоне эта паста связывает «заполнители» — куски камня и песка.

    Этот заполнитель должен быть инертным, поскольку любая нежелательная химическая реакция может вызвать трещины в бетоне, что приведет к эрозии и разрушению конструкций. Вот почему бетон не обладает долговечностью природных камней.

    Но римский бетон работает иначе.

    Они были созданы из вулканического пепла, извести и морской воды с использованием химической реакции, которую римляне, возможно, наблюдали в естественно сцементированных отложениях вулканического пепла, называемых туфовыми породами.

     

    С раствором из вулканического пепла было смешано больше вулканической породы в качестве заполнителя, который затем продолжал реагировать с материалом, в конечном итоге делая римский цемент намного более прочным, чем вы думаете.

    В рамках предыдущего исследовательского проекта под руководством Джексона команда уже собрала образцы римского морского бетона в нескольких портах вдоль итальянского побережья.

    Сверление образцов римского бетона в Тоскане, 2003 г. Фото: J. P. Oleson

    Исследователи нанесли образцы на карту с помощью электронного микроскопа, а затем пробурили до чрезвычайно высокого разрешения с помощью рентгеновской микродифракции и рамановской спектроскопии. С помощью этих передовых методов они смогли идентифицировать все минеральные зерна, образующиеся в древнем бетоне на протяжении веков.

    «Мы можем отправиться в крошечные естественные лаборатории в бетоне, нанести на карту присутствующие минералы, последовательность образующихся кристаллов и их кристаллографические свойства», — говорит Джексон.

    «То, что мы смогли найти, просто поразительно.»

    Джексон особенно интересовался наличием глиноземистого тоберморита, прочного минерала на основе кремнезема, который на самом деле довольно редок и труден для получения в лаборатории, но в изобилии содержится в древнем бетоне.

     

    Как оказалось, глиноземистый тоберморит и родственный ему минерал под названием филлипсит на самом деле растут в бетоне благодаря плещущейся вокруг него морской воде, медленно растворяя вулканический пепел внутри и давая ему пространство для развития усиленной структуры из этих взаимосвязанных кристаллов. .

    «Римляне создали похожий на камень бетон, который процветает в открытом химическом обмене с морской водой», — говорит Джексон.

    Это довольно безумно, и это полная противоположность тому, что происходит в современном бетоне, который разрушается, когда соленая вода ржавеет на стальной арматуре и вымывает составы, скрепляющие материал.

    Изготовление бетона так, как когда-то делали римляне, было бы благом для современной строительной индустрии, особенно когда речь идет о прибрежных сооружениях, таких как пирсы, которые постоянно разрушаются волнами, или причудливые приливные лагуны для использования энергии волн.

    Но, к сожалению, рецепты были утеряны в зубах времени, поэтому наш единственный шанс воссоздать древний материал — это реконструировать его на основе того, что мы знаем о его химических свойствах.

    И мы не можем заменить весь цемент в мире историческим материалом, потому что не везде мы можем получить доступ к нужным вулканическим ингредиентам.

     

    «Римлянам повезло с породой, с которой им приходилось работать, — говорит Джексон. «У нас нет таких камней во многих странах мира, поэтому их нужно будет заменить.

    Но если Джексон и ее коллеги разгадают рецепт, современные морские инженеры смогут воспользоваться потенциалом материала, который не нуждается в стальной арматуре, может служить веками и при этом выделять меньше углерода.

    Исследование был опубликован в American Mineralogist .

     

    История бетона | BigRentz

    Бетон — это такая данность в нашей повседневной жизни, что она вошла в наш лексикон: когда мы говорим что-то «бетонное», мы имеем в виду, что это прочное, прочное, постоянное, на что можно рассчитывать.Кроме того, большинство из нас проводят свою жизнь на бетоне и вокруг него, на тротуарах и дорогах, внутри зданий и сооружений, построенных из чудесного материала. Без бетона развитый мир выглядел бы совершенно иначе.

    Вы когда-нибудь задумывались, откуда взялся бетон и как он стал повсюду в современной жизни? За этим важным строительным материалом стоит долгая и впечатляющая история, начавшаяся тысячи лет назад, еще до египетских пирамид, охватывающая времена беспрецедентных построек римлян и достигающая современного строительства.

    Мы посмотрим, чем является бетон (и чем он не является), как он возник, какую роль он сыграл в создании великих городов и монументальных зданий мира и как он формирует нашу жизнь каждый день.

    Важное отличие: цемент и бетон

    Прежде чем углубляться в историю бетона, необходимо развеять одно важное заблуждение: бетон — это не то же самое, что цемент. Хотя эти два слова часто путают друг с другом, есть одно главное различие: цемент является компонентом бетона.

    Цемент производится из различных комбинаций известняка, глины, ракушек, мела, сланца, сланца, кварцевого песка, а иногда даже из доменного шлака или железной руды. Эти ингредиенты измельчаются, а затем нагреваются при высоких температурах, в результате чего получается материал, называемый клинкером . В клинкер добавляется гипс, затем вся смесь тонко измельчается для получения цементного порошка.

    Просто добавь воды, и процесс станет интереснее. Гидратация — это процесс, происходящий, когда содержащиеся в цементном порошке минералы — кальций, кремний, алюминий, железо и другие — образуют химические связи с молекулами воды. Когда этот процесс завершается, вода испаряется, а паста высыхает, оставляя после себя эти связи, организованные в похожее на камень вещество.

    Итак, бетон представляет собой смесь этой водно-цементной пасты и песчано-каменного заполнителя. Паста покрывает поверхность песка и камней, связывая их вместе в смесь, известную как бетон. В своей густой жидкой форме бетону можно придать практически любую форму, какую пожелает строитель — лист, колонна, блок, плита, арка, чаша и т. д. Как только вода в пасте высыхает, бетон становится твердым, как камень, и сохраняет эта форма.

    Цемент обычно составляет около 10-15 процентов бетонной смеси. Почти во всех типах бетона используется портландцемент. Это не торговая марка, а общепризнанный тип цемента, который широко используется в промышленности (например, «нержавеющая сталь» или «чистое серебро»). Его создатель назвал свою смесь в честь высококачественных строительных камней, найденных в близлежащем карьере в Портленде, Англия.

    Неопровержимые факты о бетоне Бетон марки

    стал таким популярным (и остается таковым) благодаря своим трем выдающимся качествам: пластичности, долговечности и экономичности. Когда он влажный, бетон может принимать практически любую форму, вписываться в любое пространство, заполнять практически любые пустоты, покрывать практически любую поверхность. Но как только он высохнет и затвердеет, он держит свою форму, становясь со временем прочнее, тверже и прочнее.

    Бетон, изготовленный с правильной концентрацией и в правильных условиях, может быть водонепроницаемым, устойчивым к буре и огнеупорным. И благодаря этой долговечности он длится практически вечно. Через миллион лет, когда вся сталь, из которой мы построили наш мир, проржавеет насквозь, а дерево превратится в пыль, останется только бетон.

    Но бетон не только прочен; он также достаточно экономичен, чтобы поддерживать глобальную промышленность, которая производит более 2 миллиардов тонн бетона в год, что в среднем составляет около 5 тонн на человека в год, и это уже шокирующий показатель, который, как ожидается, удвоится к 2050 году! Только Китай в период с 2011 по 2014 год залил больше бетона для строительства, чем США за последние сто лет.

    Если вы найдете эти факты удивительными, следуйте за нами по «конкретной дороге» через временную шкалу других захватывающих достижений.Вы увидите, как бетон стал материалом, который буквально проложил путь к жизни, какой мы ее знаем сегодня.

    История бетона сквозь века

    Так как же мы пришли к нынешнему состоянию бетона? Через процесс эволюции, как и многие другие средства строительства и развития. Во-первых, древние люди сделали открытия о встречающихся в природе материалах, которые они могли использовать для улучшения фундаментальных частей своей инфраструктуры — домов, заборов, колодцев и т. д. Поколения, которые последовали за ними, основывались на этих знаниях, внося улучшения здесь и там, пока не наступил индустриальный век. и ускорили развитие до нынешнего уровня.

    Происхождение и предшественники

    12 миллионов лет назад – встречающийся в природе цемент

    На земле, которая сейчас является Израилем, самовозгорание вызвало реакцию между известняком и горючим сланцем, что привело к естественным отложениям «естественного цемента», который сделал возможным образование бетона в будущем.

    10 000 г. до н.э. – самая ранняя известняковая структура  

    Известняк, также часто называемый «известью», играет самую раннюю роль в истории бетона как основной ингредиент цемента, и он использовался на протяжении тысячелетий.Гёбекли-Тепе в современной Турции был самым ранним известным известняковым сооружением, предшествующим другому массивному каменному храму, Стоунхенджу, на 6000 лет. Известняк составлял Т-образные колонны этого храма, которые были построены и вырезаны доисторическими людьми, у которых еще не было металлических инструментов или даже гончарного дела.

    6500 г. до н.э. – пустыня цистерны

    Первые похожие на бетон сооружения, тайные подземные цистерны для хранения скудной воды, были построены набатейскими или бедуинскими торговцами, которые построили небольшую империю в пустынных оазисах южной Сирии и северной Иордании.Некоторые из этих цистерн все еще существуют в тех областях сегодня.

    5600 BC – Предварительно бетонные полы

    В бывшей Югославии, в районе Лепенски Вир вдоль реки Дунай, в середине 1960-х годов были обнаружены хижины с подобием бетонных полов. Используемый известковый цемент, вероятно, был получен из месторождения вверх по реке и был смешан с песком, гравием и водой, чтобы напоминать бетонные смеси нашего времени.

    Памятники древности

    3000 г. до н.э. – Египетские пирамиды

    Известняковые породы или бетонные блоки? Несмотря на некоторые горячо обсуждаемые предположения о том, что блоки в египетских пирамидах были сформированы из раннего типа бетона более 5000 лет назад, в области археологии более широко распространено мнение, что блоки известняка были вытащены из близлежащих карьеров.Чтобы сделать раствор для скрепления блоков, строители смешали солому с глиной, содержащей дробленый известняк, гипс и глину.

    1400-1700 гг. до н.э. – минойские постройки на Крите

    Минойское общество на острове Крит, предшественники греков и считающееся первой европейской цивилизацией, использовало строительный материал из смеси глины и вулканического пепла под названием пуццолана для строительства полов, фундамента и канализации.

    *1300 г. до н.э. – Первое «известковое» покрытие

    Строители Ближнего Востока обожгли известняк и смешали его с водой, а затем использовали эту смесь для покрытия внешней стороны своих глиняных стен.Когда смесь вступала в реакцию с воздухом, она образовывала твердую защитную поверхность — и, так сказать, закладывала основу для современных версий цемента.

    1000 г. до н.э. – греческие гробницы

    Микенцы использовали свою раннюю форму цемента для строительства гробниц. Вы можете увидеть некоторые из них сегодня на Пелопоннесе в Греции.

    770-476 до н.э. – Великая китайская стена

    Северные китайцы использовали форму цемента для строительства лодок и их части Великой китайской стены.За столетия строительства стены материалы, использованные для всего ее пролета, включали тростник, ветви ивы, дерево, уплотненный песок, грязь и 100 миллионов тонн камня и кирпича. Там, где они не были скреплены известняковым раствором, они были скреплены раствором из клейкого липкого риса.

    * 700 г. до н.э. – Печи, строительные растворы и гидравлическая известь

    Те же самые бедуины, которые первыми построили подземные цистерны, позже построили печи для обжига для производства элементарной разновидности гидравлической извести — цемента, затвердевающего под водой — для водонепроницаемого раствора, который ускорил строительство домов, полов и новых водонепроницаемых цистерн под землей.

    От Римской империи к эпохе Возрождения

    300-500 гг. н.э. – римская архитектура

    Римляне начали с того же сырья, что и минойцы — вулканического пепла, найденного недалеко от Помпеи и горы Везувий, который они использовали для сгущения смеси из обожженного известняка, измельченных камней, песка и воды — что позволило им построить пандусы, террасы , и дороги, которые со временем соединили всю империю. Заливка смеси в формы вскоре позволила строителям создавать своды и купола, а также арки знаковых акведуков и бань империи. Римский бетон выдержал землетрясения, удары молнии, морские волны и тысячи лет выветривания.

    82 г. н.э. – Колизей

    После гражданской войны в Риме император, известный как Веспасиан, решил построить самый большой театр в мире, вмещающий более 50 000 мест. Сегодня мы знаем первый в мире стадион, построенный 1937 лет назад, как «Колизей». Около трети сооружения все еще стоит почти два тысячелетия спустя, являясь культовым символом Римской империи.

    117-125 гг. н.э. — Пантеон — и потеря бетона

    Римский Пантеон, которому скоро исполнится 1900 лет, крепок как никогда. Неармированный бетонный купол храма был в два раза шире и выше любого купола, когда-либо созданного в то время, его длина составляла 143 фута со знаменитым «окулусом» в центре. Его гигантский вес поддерживается невероятно толстыми бетонными стенами и восемью цилиндрическими сводами, все они укреплены кирпичом, но без внутренней поддержки.

    Сегодняшние инженеры не посмеют построить неармированный купол такого размера, и они, возможно, никогда не узнают секрет прочной устойчивости Пантеона. Мы знаем, что инженеры императора Адриана скорректировали рецепты бетона, используя больше вулканического пепла, чем камня, чтобы сделать купол легче, и больше каменного наполнителя в стенах для более мощного армирования. Но когда Римская империя пала в 476 году нашей эры, беспрецедентный римский рецепт бетона был утерян.

    1507 – Ренессанс – Мост Нотр-Дам

    Сразу после Средневековья итальянский монах по имени Джованни Джокондо построил мост Нотр-Дам в Париже, используя остатки информации из древнеримского рецепта цемента.Примерно через 250 лет сооружение было снесено, потому что дома, построенные на вершине моста, добавили слишком много веса. Джокондо войдет в историю как единственный человек, который пытался строить из бетона в эпоху Возрождения.

    Достижения в области бетона

    Улучшения XVI века

    Каменщик из Андернаха, Германия, пытался смешать вулканический пепел под названием трасс с известковым раствором. Получившийся материал был водостойким и прочным — и цепная реакция, запущенная открытием, привела к созданию современного цемента.

    Торговля бетоном XVII века

    В 17 веке голландцы (которые уже умели строить в воде) продали трасс во Францию ​​и Великобританию для использования в зданиях, требующих водонепроницаемости. Две соперничающие страны сразу же начали соревноваться в создании собственных гидравлических строительных материалов.

    *1793 – Современное производство гидравлической извести для цемента

    Когда британскому инженеру-строителю Джону Смитону было поручено построить новый маяк на скалах Эддистоун в Корнуолле, Англия, он занялся поиском самого прочного и водонепроницаемого строительного материала, который только мог найти.Обнаружив поблизости известняк с высокой концентрацией глины, он обжег его в печи и превратил в клинкер. Он измельчил его в порошок и смешал с водой, чтобы получилась паста, из которой он построил маяк.

    В процессе — и более чем через 1000 лет после того, как секреты бетона были утеряны — Смитон заново открыл, как производить цемент. Вскоре производители начали рекламировать его открытие как «римский цемент». А Эддистоунский маяк простоял почти 130 лет, пережив скалы, вышедшие из-под него.

    * 1824 – Изобретение портландцемента 

    Англичанин Джозеф Аспдин усовершенствовал процесс, тщательно смешав известняковый мел с глиной и обжигая смесь в печи до удаления углекислого газа. Он также нагревал глинозем и кремнезем до тех пор, пока материалы не становились похожими на стекло, затем измельчал их в порошок и добавлял в известняковую смесь вместе с гипсом.

    Полученная в результате химическая комбинация кальция, кремния, алюминия, железа, гипса и других минеральных ингредиентов составляет особую формулу портландцемента, основного ингредиента бетона.Аспдин назвал полученный цемент «портландским», потому что он напоминал высококачественный строительный камень, добываемый в близлежащем Портленде, Англия.

    * 1836 – Испытание на прочность

    В Германии состоялись первые испытания прочности бетона на растяжение и сжатие. Прочность на растяжение — это способность сопротивляться растяжению или разрыву; прочность на сжатие — это способность сопротивляться сжатию или сжатию.

    * 1850s – Армирование стальной сеткой запатентовано

    Французский садовник Жозеф Монье провел успешный эксперимент по заливке бетоном стальной сетки.(Бетон и сталь расширяются с одинаковой скоростью при нагревании, что делает их идеальной парой). Моньер запатентовал несколько вариантов своего изобретения для использования в железнодорожных спальных вагонах, строительных плитах и ​​трубах. Железобетон намного прочнее и практичнее, чем неармированный материал. Он может перекрывать большие промежутки, позволяя бетону парить в виде мостов и небоскребов.

    * 1880s — Армирование железными стержнями

    Калифорнийский инженер Эрнест Рэнсом начал тестировать бетон и 2-дюймовые железные стержни, чтобы увидеть, будут ли материалы склеиваться. Когда они это сделали, Рэнсом пошел еще дальше, скрутив железные стержни, чтобы создать арматуру, вокруг которой он мог «создать» бетон любой желаемой формы — эксперимент, который также сработал. Сегодня мы называем эту систему арматурным стержнем или арматурным стержнем, хотя современные инженеры обычно используют сталь вместо железа.

    Система

    Рэнсома вскоре будет использоваться в коммерческих зданиях, дорогах, мостах и ​​даже первых небоскребах. Знаменитый архитектор Фрэнк Ллойд Райт начал внедрять технологию арматурного бетона в современную архитектуру.Некоторые из самых известных зданий Райта, в том числе Храм Единства в Оук-Парке, штат Иллинойс, считаются первым современным зданием в мире; и Fallingwater в Милл-Ран, штат Пенсильвания, его самая знаменитая работа, были сделаны из железобетона.

    * 1880s – запатентованная сталь для предварительного напряжения

    Процесс предварительного напряжения стали запатентован, чтобы сделать бетон более прочным и позволить инженерам использовать меньше стали и бетона.

    Современные бетонные конструкции

    С тех пор, как Рэнсом изобрел использование арматуры, из бетона строятся все виды монументальных зданий и объектов инфраструктуры.Панамский канал, бункеры времен Второй мировой войны и знаменитый Сиднейский оперный театр построены из того же строительного материала, что и одни из самых прочных и дальновидных зданий в мире.

    1889 — Первый железобетонный мост — Мост через озеро Алворд, Сан-Франциско

    Мост через озеро Алворд был построен в 1889 году в Сан-Франциско, Калифорния. Первый железобетонный мост, он пережил землетрясение в Сан-Франциско 1906 года и другие без повреждений. Он существует и сегодня, спустя более 100 лет после его постройки.

    1891 – Первая бетонная улица в Америке – Беллефонтейн, Огайо

    В 1891 году человек по имени Джордж Варфоломей построил первую бетонную улицу в Америке в Беллефонтейне, штат Огайо. Сегодня водопроницаемый бетон пропагандируется как лучшее и наиболее экологически чистое покрытие для улиц.

    1903 – Первое бетонное высотное здание – The Ingalls Building, Цинциннати

    В Цинциннати в 1903 году система Рэнсома сделала возможным строительство первого бетонного высотного здания — 16-этажного здания Ingalls Building.Эта головокружительная высота сделала небоскреб одним из величайших инженерных достижений своего времени.

    1899 – Мост через реку Вена

    Мост через реку Вена в Шательро, Франция, построенный в 1899 году, является одним из самых известных железобетонных мостов в мире.

    1908 — Бетонные дома — Юнион, Нью-Джерси — спроектированы и построены Томасом Эдисоном

    Первые в стране бетонные дома были спроектированы и построены в Юнионе, штат Нью-Джерси, не кем иным, как Томасом Эдисоном.Эти дома существуют и сегодня.

    * 1913 – Первая поставка готовой смеси – Балтимор 

    Первая партия готовой смеси доставлена ​​в Балтимор. Смешивание бетона в одном месте (на центральном заводе), а затем его доставка на грузовике для использования на стройплощадке стала революцией в бетонной промышленности.

    * 1915 — Цветной бетон — L.M. Scofield, первая компания, производящая краску для бетона

    Линн Мейсон Скофилд основала LM Scofield, первую компанию по производству красок для бетона.Их продукция включала отвердители цвета, цветной воск, интегральные краски, герметики и химические красители.

    *1930 – Воздухововлекающие вещества – устойчивость к повреждениям от замораживания и оттаивания

    В 1930 году воздухововлекающие добавки впервые были использованы в бетоне для защиты от замерзания и оттаивания, что явилось бесспорным благом для методов строительства в холодную погоду в Соединенных Штатах и ​​во всем мире.

    1936 г. – Плотина Гувера – крупнейший бетонный проект, когда-либо реализованный в то время

    Плотина Гувера расположена на границе Аризоны и Невады.Построенная в 1936 году для сдерживания могучей реки Колорадо, плотина состоит из 3,25 миллиона кубических ярдов бетона, а еще 1,11 миллиона используются для электростанции и окружающих сооружений.

    1956–1992 гг. — система автомагистралей между штатами США

    Все дороги Америки в системе автомагистралей между штатами сделаны из железобетона.

    1963 — Актовый зал Университета Иллинойса — первый бетонный спортивный купол

    Первая спортивная арена с бетонным куполом была построена на территории кампуса Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн в 1963 году.Арена, известная как Актовый зал, похожа на летающую тарелку и вмещает более 16 000 человек в идеальном бетонном круге.

    * 1970-е годы – Армирование волокном – метод укрепления бетона

    Армирование волокном, в котором стекло, углерод, сталь, нейлон или другие синтетические волокна смешиваются с влажным бетоном перед заливкой, было введено как способ укрепления бетона. Армирование волокном можно использовать для укрепления зданий, а также наружных элементов, от подъездных путей, плит и тротуаров до бассейнов, патио и террас.

    1992 — Самое высокое железобетонное здание — Чикаго

    65-этажный небоскреб по адресу 311 South Wacker Drive в Чикаго на момент постройки был самым высоким железобетонным зданием в мире. Постмодернистская структура известна только по адресу.

    Будущее бетона?

    * Современная эпоха – производство низкосортного бетона

    Когда-то считалось, что бетон

    является решением мировых строительных проблем; он податлив во влажном состоянии, прочен и долговечен в сухом состоянии и достаточно дешев, чтобы строить почти все, что вы хотите.

    Проблема в том, что это не навсегда. По крайней мере, он не остается неповрежденным и жизнеспособным постоянно (хотя и не ломается легко). Несмотря на всю свою впечатляющую прочность на растяжение, современный бетон может сохранять свою целостность без капитального ремонта или замены в лучшем случае около века. Сегодняшний железобетон не может сравниться с «римским бетоном».

    Особенно, если железобетон сделан дешево — скажем, из несбалансированной смеси, некачественных ингредиентов или небрежной заливки — он может начать разрушаться изнутри.По мере выветривания вода постепенно просачивается сквозь крошечные трещины и пробивается к стали посередине. По мере затвердевания окружающего его бетона арматура окисляется и может расшириться настолько, что растрескается бетон, который она должна поддерживать.

    Соленая вода особенно вредна для арматуры, так как соль разъедает сталь в течение пяти десятилетий. Повторяющиеся циклы замерзания и оттаивания также могут создавать и расширять трещины, особенно на бетонных дорогах. Рассыпание соли действительно сдерживает образование льда, но в сочетании с влагой оно наносит такой же вред арматуре, как если бы ее постоянно омывала морская вода.

    * Будущее – Потенциальные улучшения обслуживания и производства бетона

    Существует множество новых методов улучшения качества бетона, в том числе специальная обработка для предотвращения проникновения воды в сталь. Другие достижения являются ответом на растущее внимание всего мира к вопросам устойчивого развития: «самовосстанавливающийся» бетон содержит бактерии, которые выделяют известняк, повторно заделывая любые возникающие трещины. Смесь для «самоочищающегося» бетона насыщена диоксидом титана, который разрушает смог, сохраняя бетон сверкающим белым.Улучшенные версии этой технологии могут даже дать нам уличные покрытия, очищающие выхлопы автомобилей.

    Кроме того, недавний отчет предполагает, что мы можем воспроизвести рецепт римского бетона (который, несмотря на более низкую прочность на растяжение, демонстрирует непревзойденную долговечность). Римский бетон не только водонепроницаем; было обнаружено, что он на самом деле становится сильнее при контакте с морской водой. Ученые предполагают, что микроскопические кристаллы вырастают в древнем бетоне, когда он погружается в воду, что делает его еще менее уязвимым к атмосферным воздействиям.

    Хотя утерянный рецепт еще не собран полностью, исследователи знают, что вулканический пепел пуццолана был основой прочности древнеримского бетона. Недавно объявленный проект будет экспериментировать с аналогичным вулканическим пеплом у побережья Калифорнии, чтобы попытаться реконструировать процесс, который создал самый прочный бетон в истории.

    Если это произойдет, сочетание секретного римского рецепта бетона и современных технологий изготовления арматуры может снова произвести революцию в использовании бетона, а также в мировой инфраструктуре и архитектуре.

    Источники:

    https://www.nachi.org/history-of-concrete.htm

    https://www.everreadymix.co.uk/news/a-history-of-concrete-infographic-by-ever-readymix/

    https://www.concretenetwork.com/concrete-history/

    https://www.chinahighlights.com/greatwall/fact/how-the-great-wall-was-built.htm

    https://www.citylab.com/design/2017/08/undercover-economist-cement-shape-the-modern-economy/537780/

    https://www.citylab.com/design/2014/11/начало эпохи разрушения бетона/382888/

    https://www.concretenetwork.com/concrete/whatis/

    https://www.ccagc.org/resources/whats-the-difference-between-cement-and-concrete/

    https://www.cement.org/cement-concrete-applications/how-cement-is-made

    https://www.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *