а) Для 1м3 М 150 бетона вам понадобятся: 220 кг цемента, 0.6 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

б) Для 1м3 М 200 бетона вам понадобятся: 280 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

в) Для 1м3 М 250 бетона вам понадобятся: 330 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

г) Для 1м3 М 300 бетона вам понадобятся: 380 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

21. Глинопесчаный раствор. Как приготовить:

Глинопесчаный раствор это пропорции 1:3, где одна часть глиняного paствора и три части вермикулита. Полученный раствор заливают слоем до 50 мм

Что бы сделать слой глинопесчаный раствор для теплой стяжки или строительстве стен еще более теплым, нужно смешать глинопесчаный раствор в пропорции 1:1с опилками или половой (мелкой рубленой соломой). Приготовленный раствор заливают слоем толщиной 20-30 см.

22. Пропорция бетон и крошка из пенопласта:

Для того что бы создать такой раствор, который в основном используется для утепления полов и перекрытий бань, нужно смешать 1 часть обычного цементного раствора (или готовый бетонный раствор) и 3 части пенопластовой крошки.

23. Сколько блоков в 1 м3 кладки?

Размер 200×300×600 — 27 блоков в 1м3

Размер 200(188)х200(188)х400 — 62 блока в 1 м3

24. Тайны кирпичной или блочной лицевой кладки, кладочный раствор+ черный шов:

Расход — 1-1,5 ведра раствора на 1м2. Вместо дорогого пластификатора 2 колпачка дешевого шампуня (для пластичности) на замес 1/4, 1л. банка черного пигмента, а для того чтобы не было высолов 200гр. 9%р-ра уксуса.

25. Проникающей гидроизоляции пенекрит и пенетрон:

Пенекрит 150-200 грамм на шов 25×25 мм на 1 пог.м штробы

Пенетрон ( на 2 слоя по технологии) от 0.8 кг — 1.1 кг на 1 м2 в зависимости от рыхлости и неровности поверхности

а) Если толщина стены в полкирпича — 120 мм

1. одинарный кирпич — 61 шт. без учета шва, 51 шт. со швом
2. полуторный кирпич — 46 шт. без учета шва, 39 шт. со швом
3. двойной кирпич — 30 шт. без учета шва, 26 шт. со швом

б) Если толщина стены в один кирпич — 250 мм

1. одинарный кирпич — 128 шт. без учета шва,102 шт. со швом
2. полуторный кирпич — 95 шт. без учета шва, 78 шт. со швом
3. двойной кирпич — 60 шт. без учета шва, 52 шт. со швом

в) Если толщина стены в полтора кирпича — 380 мм

1. одинарный кирпич — 189 шт. без учета шва, 153 шт. со швом
2. полуторный кирпич— 140 шт. без учета шва, 117 шт. со швом
3. двойной кирпич — 90 шт. без учета шва, 78 шт. со швом

г) Если толщина стены в два кирпича — 510 мм

1. одинарный кирпич — 256 шт. без учета шва, 204 шт. со швом
   
2. полуторный кирпич — 190 шт. без учета шва, 156 шт. со швом
   
3. двойной кирпич — 120 шт без учета шва, 104 шт со швом

д) Если толщина стены в два с половиной кирпича — 640 мм

1. одинарный кирпич — 317 шт. без учета шва, 255 штук со швом
2. полуторный кирпич — 235 шт. без учета шва, 195 штук со швом
3. двойной кирпич — 150 шт. без учета шва, 130 шт. со швом

1. 1.  красный обычный — 54 шт кирпича
2. 2.  облицовочный — 85 шт стандартного кирпича
3. 3.  лицевой крупный — 14 шт кирпича
   

Любая стройка это траты и не малые, но если знать нормы, можно не дать себя обмануть недобросовестным рабочим. Что то не нашли? Нет информации? Напишите свой вопрос ниже — мы найдем ответ, и пришлем результат, Вам на электронную почту.

09 августа 2021 г.

как для бетона

05 марта 2021 г.

к сожалению мы не занимаемся керамзитом.

02 февраля 2021 г.

Только путем подбора. Потому что производители разные и составы смесей разные будут. Пробуйте

19 ноября 2019 г.

Примерная плотность пескобетонной смеси 1,7-1,75 кг/куб.дм На 1м/2 при толщине 1см = 18-20 кг.смеси (пескобетон М300).

18 сентября 2019 г.

Ориентир выходной пены из одного баллона около 90-110 погонных метров, при шве около 1-2см Клей пена позволяет зафиксировать около 10-13 метров поверхности,…

сколько нужно на 1 м3, норма расхода на 1 м2 для проливки керамзита цементным молочком, сколько получится из 50 кг смеси

Цемент – это строительный материал, с важностью которого мало что конкурирует. Он применяется при изготовлении сухих смесей, строительных материалов, заливке фундамента. Но когда мы берем его, знаем ли мы его расход? А ведь это очень важно.

Особенности

Для начала разберем тонкости и необычные черты раствора и входящих в него компонентов. Начнем с главной составляющей – цемента. В первичном своем виде этот строительный материал представлен вяжущим минеральным порошком. Когда его смешивают с водой, он становится вязким и приобретает темно-серый цвет. Также к явным особенностям цемента относится то, что он быстро застывает на воздухе. Получение самого порошка происходит путем измельчения клинкера и добавления к нему гипса и разного вида минералов.

Для получения качественного раствора следует соблюдать не только пропорции цемента, но и всех остальных материалов, в противном случае будущее той или иной конструкции ставится под вопрос.

Прежде чем приступить к разбору самого расхода цемента на 1 куб раствора, нам следует разобраться с видами и марками смесей, с которыми может столкнуться каждый из нас.

Виды и марки смесей

Информация марках бетона и сфере их применения представлена в следующей таблице:

Но если необходимо придать раствору больше пластичности и эластичности, то в него следует добавить клей ПВА. Он представляет собой водную эмульсию полимера винилацетата со специальными добавками, которые и поспособствуют столь необычным качествам смеси.

ПГС

Среди огромного количества материалов на строительном рынке одно из самых высоких мест занимает гравийно-песчаная смесь (ПГС). Ведь по объемам добычи и области применения она превосходит все остальные горные породы. Из данного материала можно приготовить бетон высокого качества.

Состав ПГС

Если спросить у любого человека про ее состав, то он ответит вам без долгих раздумий, что она состоит из песка и гравия. И он окажется абсолютно прав. Помимо основных вышеназванных компонентов, в состав смеси также входят глиняные комья (не более 1%) и пылевые включения (не более 5%).

Виды ПГС

1. Морской вид. Состав однородный и практически не имеет инородных включений. Отличается округлой формой. Почти не содержит глиняных частиц.
2. Горно-овражный вид. Характеризуется остроугольной формой частиц. Содержит остатки материнской породы.
3. Озерно-речной вид. Довольно много сходных черт имеет с морским видом, но если выделять особенности, то в озерно-речном гораздо больше инородных остатков и органических веществ, таких как ил и тому подобное.

Область применения ПГС

Область применения данной смеси довольно высока. Она может служить для выравнивания строительной площадки, при засыпке котлованов и траншей или даже при прокладке коммуникаций.

Если вы хотите получить довольно высокую прочность и которая со временем не будет поддаваться усадке, даже при большой нагрузке, то вам следует обратить внимание на соотношение главных компонентов: 30% гравия и 70% песка.

Норма расхода

В первую очередь необходимо знать, как будет использоваться бетон и для чего. Если необходимо получить раствор высокого качества и прочности, то следует придерживаться четкой технологии. Также расход на 1 м3 в большей степени зависит от самой марки бетона. Именно по этой причине и следует знать, для каких целей он будет использоваться.

Процесс приготовления раствора можно сделать гораздо проще, покупая цемент в мешках, которые идут по 50 кг. Таким образом вы облегчите себе расчет. Наибольшую важность представляет строительство кирпичных конструкций, поэтому разберем некоторые тонкости, связанные с данной кладкой.

Способы приготовления смеси

За качество кладки отвечает не только то, какими показателями обладает кирпич, который используется, но и непосредственно способ приготовления самой смеси. Рассмотрим самые популярные и эффективные способы приготовления цементного раствора:

1. Самый популярный рецепт – это раствор, в который добавляются песок и цемент. Он довольно прочный, но при его приготовлении надо четко соблюдать пропорции: даже малейшее отступление от нормы может обернуться образованием большого количества трещин.
2. Раствор на основе извести (известковый). Его преимущество заключается в высоких показателях пластичности. К недостаткам относится то, что он не влагоустойчивый, поэтому, если вы намереваетесь использовать его на наружной части конструкции, будьте готовы к тому, что его просто смоет дождем.
3. Следующий вид называется смешанным. И это именно тот случай, когда взяли все самое лучшее и соединили воедино. Он обладает прекрасной прочностью в сочетании с хорошей пластичностью.
4. Раствор с цементом в основании и добавками в виде пластификаторов. Этот состав характеризуется улучшенными качествами предыдущего вида, то есть смешанного раствора. А благодаря наличию пластификаторов работать с ним гораздо удобнее и быстрее.

Но от каких факторов зависит расход цемента на 1 м2 кладки кирпича? Ниже представлены самые важные из них:

1. Выбор рабочего. Этот фактор играет одну из важнейших ролей. Ведь от его уровня квалификации зависит то, сколько раствора будет использоваться по назначению, а сколько будет уходить в утиль и как ровно будет класться кирпич.
2. Кирпич. Он играет немаловажную роль. Например, для пустотелого кирпича материала будет уходить гораздо больше, чем для полнотелого.
3. И, конечно, же это толщина шва. Это значение должно находится в пределах от 10 до 12 мм.

Рассмотрим подробнее расход цементного состава в зависимости от типа используемого кирпича. Так, при нанесении смеси на основание из полнотелого кирпича этот параметр будет иметь следующие значения:

• если кладка осуществляется в полкирпича (ширина -12 см), то расход составит 0,19 м3;
• при монтаже в один кирпич потребуется 0,22 м3 раствора;
• при ширине стены в 38 см для качественного нанесения понадобится примерно 0,234 м3 состава.

В случае с полнотелым кирпичом параметры расхода будут иными:

• при кладке в полкирпича затратится 0,160 м3 цементной смеси;
• если нанесение осуществляется на основание из одного камня, потребуется 0,200 м3 раствора;
• при кладке в полтора кирпича расход возрастет до 0,216 м3.

А теперь перейдем непосредственно к нормам приготовления. И для этого ниже приведена таблица с указанием марки и соотношения всех входящих в состав компонентов.

Когда начинается сама работа, нужно сначала справиться с сухими материалами, а только потом приступать к добавлению жидких (воды и других наполнителей). Это делается для того, чтобы раствор был однородным и не содержал комочков. Также чтобы избежать неблагоприятного результата, нужно тщательно все перемешать.

Не стоит делать слишком большое количество цементного раствора. Ведь не стоит забывать, что смесь очень быстро застывает на воздухе. Конечно, если вы хотите сэкономить свое время и силы, то можно отправиться в магазин и приобрести все готовое, но здесь все зависит от того, сможете ли вы себе это позволить.

А сейчас небольшое отступление для тех, кто работает с растворами в холодные времена года. Многие сталкиваются с тем, что когда были соблюдены все нормы и выполнены подготовительные работы, структура состава все равно оказывается нарушена. Все дело в том, что используемая для замеса вода замерзла и нарушила все структуру. Поэтому для избегания таких неблагоприятных последствий в раствор добавляется соль или другие противоморозные добавки.

Мы разобрали все аспекты, относящиеся к работе, но еще осталось много полезных советов, которые смогут сделать вашу работу не только более простой, но и качественной, а может даже и финансово не слишком затратной.

Советы и рекомендации

Важнее всего узнать, а качественно ли приготовлен раствор. Для этого можно прибегнуть к незамысловатому методу: на выложенной поверхности необходимо написать несколько букв или цифр. Если они не заплывают или, наоборот, не рассыпаются внутри, то это означает то, что раствор приготовлен правильно, и его можно наносить на поверхность.

Есть еще один важный совет: если ваш пол имеет неровную форму, то вам поможет стяжка. Она представляет собой покрытие поверхности пола смесью. В случае со стяжками можно повысить параметры пола и сделать его более теплоемким при помощи керамзитобетона, в состав которого входит керамзит. Преимуществом данного типа раствора является то, что этот вид бетона можно легко изготовить в домашних условиях.

А знали ли вы, что цемент можно использовать не только как строительный материал, но как и средство против ржавчины. Если в пол-литра молочка добавить 2–3 ложки цемента и тщательно размешать, останется лишь нанести это на поверхность металла, и все готово. Еще при добавлении молочка получится проливка, которая сможет заделать все маленькие трещины.

Довольно интересным и не менее полезным может стать тот факт, что в бетон добавляют жидкое стекло. При добавлении этого необычного компонента повышается влагостойкость, жаростойкость, эластичность, и приобретается небольшая устойчивость к истиранию.

Важным будет упомянуть и то, сколько вообще сохнет цементный раствор и можно ли ускорить этот процесс. На показатели влияет довольно много факторов: влажность воздуха, температура среды, в которой все находится, виды и марки самого цемента и тому подобное. В среднем конструкция полностью считается готовой от 28–35 дней после начала заливки. Но есть способы и ускорить процесс готовности. Для этого используются нагревательные провода, специальные маты и многое другое.

Если все пропорции разведения в точности соблюдаются, то получается высококачественный и долговечный фундамент, конструкция на котором простоит не один десяток лет.

О том, как рассчитать количество цемента, смотрите в следующем видео.

Норма расхода цемента на 1м3 раствора для стяжки, кладки и штукатурки

Знание и соблюдение точной нормы вяжущего при приготовлении цементно-песочных и бетонных смесей позволяет избежать ошибок при подборе пропорций и расчете количества материалов. Отклонения от рекомендуемых СНиП значений в меньшую сторону приводит к снижению прочности раствора, в большую – к росту нецелевых затрат и ухудшению пластичности и трещиноустойчивости. Оптимальные результаты достигаются при одновременном учете строительных нормативов и сопутствующих факторов: требований к чистоте и сухости компонентов, активности вяжущего, размеров зерен наполнителя, составу воды, последовательности ввода ингредиентов, длительности и равномерности замеса.

Общие нормы

Взаимосвязь между требуемой маркой цементного раствора, видом используемого вяжущего и его массовым расходом на 1 кубометр отражена в таблице ниже:

Нормы вяжущего для приготовления бетонных смесей для сборных и монолитных ЖБИ и конструкций регламентированы СНиП 82-02-95, требования к общестроительным растворам – ГОСТ 28013. Расход инертного наполнителя зависит от объемов замеса, в большинстве случаев количество песка в кубометрах с ним совпадает. Касательно бетона это относится к щебню или гравию. На практике это означает, что расход песка на 1м3 раствора общестроительного назначения также равняется 1 кубу. Вода и вяжущее просто заполняют пространство между более плотными частицами, увеличение доли порошка на объеме не сказывается.

1. Нормы для кладочного раствора.

Марка прочности должна быть близкой, но не превышающей класс самих строительных блоков, игнорирование этого момента приводит к неправильному распределению нагрузки и ускоренной деформации кладки. Пропорции для цемента М400 и песка равняются 1:4, соответственно на 1 м3 кладочного раствора его понадобится около 350 кг (1/4 от общего объема умножают на насыпную плотность, измеряемую в кг/м3). Рекомендуемое соотношение В/Ц – 0,5, правильно приготовленная смесь должна быть пластичной и соскальзывающей с мастерка при наклоне свыше 40°, но ни в коем случае не стекающей.

2. Пропорции раствора для стяжек.

Минимальная марка прочности для заливки пола и нагружаемых участков лестницы – М150, готовить ее советуется на основе ПЦ не ниже М400. Оптимальными пропорциями признаны 1:3 при норме расхода цемента М400 в 490 кг, М500 – 410. П перерасчете на объемные доли это равняется 0,330 м3 или чуть меньше 7 мешков весом в 50 кг. Требования к подвижности высокие, допустимое В/Ц соотношение – 0,55, в идеале в состав вводится незначительная добавка пластификаторов. Эффективность функционирования стяжек зависит от тщательности выгонки воздуха и своевременного снятия верхнего слоя с выступившим молочком.

3. Нюансы замеса штукатурных растворов.

Для этих целей лучше всего подходят составы с комбинированным вяжущим (добавками гипса или извести), исключение делается лишь для наружного применения. Классические пропорции – 1:3, диапазон варьируется от 1:2 до 1:6, в зависимости от марки цемента и области эксплуатации штукатурки. Норма расхода на кубометр раствора в данном случае стандартная (см.таблицу выше). С целью улучшения теплоизоляционных характеристик или облегчения допускается замена 1 части пористой минеральной крошкой и пеностеклом.

Советы по приготовлению

Работы начинаются с расчета ориентировочного расхода и основных ингредиентов. Для нахождения количества кубов штукатурки делается измерения в нескольких точках (от 5 и выше на 1 плоскость), полученное значение усредняется и умножается в большую сторону. Аналогичные действия проводятся в отношении стяжки пола, но в ее случае помимо отклонений учитывается нормативная высота бетонного слоя – от 5-7 см.

Количество кладочного раствора в кубах находится с учетом размеров кирпича или блоков, потребности в армировании, толщины швов и площади возводимых стен, проще всего для этих целей использовать специальные таблицы.

Вне зависимости от назначения проводится подготовка компонентов и инструментов: промывка и сушка песка, проверка свежести вяжущего, обеспечение должного объема чистой и холодной воды. Ручной замес допустим только при приготовлении небольших порций: песок отмеряется с учетом ожидаемого расхода цемента и пропорций, ингредиенты смешиваются шпателем в сухом виде или просеиваются вместе через сито и затворяются в чистой и широкой емкости.

При использовании бетономешалки все компоненты вводятся наоборот – в воду, начиная с цемента и заканчивая засыпкой наполнителя с самым крупным размером зерен. Нормативные пропорции на 1 куб стоит перевести в ведра или емкости с известным объемом, заполнять чашу смесителя до верха не рекомендуется. Упрочнители стяжек, противоморозные добавки, пигменты или пластификаторы вводятся на последних минутах, как правило – растворенном виде (если иное не прописано в инструкции).

Порция воды для этих целей отмеряется от допустимого литража заранее, после заливки модификаторов состав перемешивается еще 1-2 минуты. Исключение делается лишь для фибры для стяжки, для ее равномерного распределения требуется не менее 5 минут вращения чаши. На один кубический метр раствора добавляется не более 5% примесей, контроль за разрешенной дозой обязателен.

Сколько цемента нужно для 1 куба кладочного раствора если брать 400 или 500 марки?

Кладочный раствор — для производства надо три основных компонента: песок, цемент и вода, необходимо смешивать их в определенной пропорции.

Согласно ГОСТа 28013-98 предъявляются требования к типу вяжущего компонента, к плотности и свойствам кладочного раствора.

Кладочные растворы разделяются на шесть марок и отличаются между собой по прочности.

Изготавливаются кладочные растворы марок — М50, М75, М100, М125, М150, М200.

Давайте рассмотрим пропорции приготовления цементно — песчаных растворов для кирпичной кладки, данные возьмем из нижеприведенной таблицы.

Таблица 1. Марки раствора и пропорции цементно — песчаной смеси для разных марок цемента.

Для приготовления одного кубического метра кладочного раствора необходим один кубический метр песка.

Цемент имеет более тонкий помол, поэтому распределяется в пустотах между песком, не увеличивая общего объема раствора.

• Для приготовления кладочного раствора марки 50 можно использовать цемент марки 400 в пропорции цемент : песок — 1 : 7,4.

Считаем — составляем уравнение Х цемента на 1 куб = 1 : 7,4; Х = 1 / 7,4 = 0,135 куб. метра цемента

Для приготовления

1 куба кладочного раствора

марки 50 нам понадобится 0,135 куб. м. цемента.

Аналогично считаем для растворов других марок:

для приготовления кладочного раствора марки 75 можно использовать цемент марки 400 в пропорции цемент : песок — 1 : 5,4 и цемент марки 500 в пропорции цемент : песок — 1 : 6,7.

• Для приготовления 1 куб. м. раствора М75 надо

-0,185 куб. м. цемента М400 (Х : 1 = 1 : 5,4)

-0,149 куб. м. цемента М500 (Х : 1 = 1 : 6,7)

• Для приготовления 1 куб. м. раствора М100 надо

-0,233 куб. м. цемента М400 (Х : 1 = 1 : 4,3)

-0,189 куб. м. цемента М500 (Х : 1 = 1 : 5,3)

• Для приготовления 1 куб. м. раствора М150 надо

-0,308 куб. м. цемента М400 (Х : 1 = 1 : 3,25)

-0,256 куб. м. цемента М500 (Х : 1 = 1 : 3,9)

Соотношение цемента и песка может меняться, добавляться пластификаторы и т. д., можете использовать данные и из других таблиц.

Выбор за Вами.

Успехов Вам! Да прибудет с Вами умение!

Сколько в 1 кубе бетона цемента песка и щебня

В индивидуальном строительстве приготовление цементного или бетонного раствора приобретает особо важное значение — чтобы получить качественный бетон, необходимо строго соблюдать пропорции, характеристики материалов и технологию приготовления смеси. Неправильный замес — это быстрое разрушение конструкции, а значит, ненадежность дома или хозяйственные постройки. Поэтому нужно точно знать, в каких пропорциях для 1 куб бетон и песок необходимо добавлять, и как эти пропорции влияют на марку бетона и качество раствора.

Пропорции компонентов в растворе

Стандартное соотношение пропорций компонентов для заливки фундамента – 1:3:5 (цемент — песок — щебень). Но это не все – чтобы раствор получился качественным, следует учитывать активность портландцемента, объем и вес всех составляющих, время начала схватывания и окончания затвердевания раствора, для определения марки – подвижность смеси, характеристики водоотделения в растворе, плотность и водонепроницаемость, а для ж/б конструкций – пустотность раствора, фракции наполнителей, объем, влажность и вес всех компонентов, состав и объем органических веществ, плотность гранул наполнителя пластинчатой и игольчатой формы.

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Технико-эксплуатационные характеристики и марка стройматериала определяются соотношением пропорций компонентов на один куб бетона, и зависят:

1. В составе цемента — вес, активность вещества, начало и окончание схватывания цемента;
2. Зависимости пропорций в кубе бетона – объемный вес, прочность, подвижность и водонепроницаемость;
3. В песке –пустотность и фракция материала, вес и объем песка, влажность и глинистость;
4. В заполнителях – объемная масса, пустотность, прочность и влажность, степень загрязненности.

Если раствор составлен и замешан правильно, бетон получится качественным, и когда он схватится и отвердеет, то его прочность будет равняться заявленной, а со временем – повышаться.

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Как рассчитать количество цемента

Если цемента в раствор добавлено меньше, чем уходит по расчетным данным, то бетон приобретет бо́льшую подвижность. Это происходит, потому что при замешивании раствора и примерном расчете количества вяжущего вещества (портландцемента) можно допустить ошибку на ≤ 1 пропорциональную часть, а при расчете заполнителя ошибка может быть на ≤ 5 частей. То есть, если добавлять цемент в небольших объемах, он может не удержать большой объем щебня или гравия.

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Таки образом, после полного набора прочности неправильно замешанного раствора любой дождь или мороз, жара или снег разрушат бетон за один-два сезона. Поэтому лучше ошибиться в бо́льшую сторону, чем сделать смесь ненадежной.

Чтобы точно знать, сколько надо цемента на 1 м³ бетона, следует знать марку цемента, которая должна иметь обозначение в 2 раза выше, чем марка заказанного раствора. Для заливки фундамента можно использовать марку M 200, для возведения бетонных стен – M 300.

Пропорциональный состав бетонного раствора зависит от того, где его будут применять, так как для каждого конкретного случая необходимо использовать соответствующую марку бетона. Поэтому перед началом расчетов, сколько потребуется цемента на 1 куб бетона, следует уточнить, в каких конструкциях он будет работать.

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Стандартная операция по замешиванию бетонного раствора производится с добавлением девяти частей разных стройматериалов. Это 1 часть портландцемента, 3 части очищенного или речного песка, и 5 частей гравия или щебня. В индивидуальном строительстве чаще всего раствор измеряют ведрами, потому что так удобнее его сразу подавать и переносить. Поэтому определение «части стройматериалов» можно перевести как «сколько потребуется ведер каждого вещества». Так, пропорция 1 : 2 означает, что одно ведро портландцемента марки M 400 необходимо перемешать с двумя ведрами чистого песка. Если марка цемента будет повышаться (например, до марки M 600), то используют пропорции 1 : 3.

Сколько потребуется мешков цемента на 1 м

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Для частного строительства цемент марки M 200 — M 300 обычно приобретается в мешках по 50 кг. Поэтому расчет тоже будет проще вести в этих единицах. Чтобы приготовить бетонный раствор из портландцемента марки М100, его понадобится 166 кг, или три мешка и полтора ведра (16 кг).

Мало кто из частных домохозяев рассчитывает в 1 кубе бетона сколько цемента, исходя из килограмм, тонн, литров или дециметров кубических. Проще всего готовый раствор измерять ведрами, например, цемента марки M 400 – один мешок, щебня или гравия – пять мешков, песка – три мешка. В результате использования таких пропорций получится бетон марки M 300 – такая прочность применяется для малоэтажного и высотного строительства.

На один кубический метр бетона расходуется следующее количество портландцемента:

• Марка M 450 – 470кг;
• M 400 – 415кг;
• M 300 – 320кг;
• M 250 – 305кг;
• M 200 – 240кг;
• M 150 – 205 кг;
• M 100 – 170 кг.

Чтобы минимизировать ошибки и неточности в измерениях и расчетах, чаще всего используют цемент марки M 400, а не M 300 или M 250. К тому же при использовании низких марок цемента его потребуется больше на тот же объем готового бетонного раствора приблизительно на 25-30%.

Сколько необходимо воды для раствора

При приготовлении бетонного раствора рекомендуется использовать только чистую воду – без химических и органических примесей и грязи. Рассчитать предварительно требуемый объем воды достаточно сложно, так как и вяжущее, и заполнители каждый раз имеют разную влажность. Водопоглощение цемента также зависит и от его марки, поэтому, сколько понадобится воды для приготовления раствора, прояснится при приготовлении смеси. Чтобы получить один кубический метр бетона средней пластичности со щебнем крупной фракции в качестве заполнителя, понадобится около 205 л воды.

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Чтобы приготовить качественный раствор бетона, необходимо брать только чистый речной или очищенный карьерный песок, щебень расчетной фракции без присутствия пластинчатой и игольчатой формы зерен, а также свежий портландцемент. Любой щебень, даже чистый, лучше предварительно промыть и просеять через сито с расчетными размерами ячеек. Песок тоже рекомендуется просеивать независимо от степени его чистоты.

Иллюстративная математика

Задача

Бетонная смесь состоит из песка и цемента в соотношении 5: 3. Сколько кубических футов каждого необходимо, чтобы приготовить 160 кубических футов бетонной смеси?

Комментарий IM

Чтобы решить эту проблему, учащиеся должны предположить, что если вы смешаете кубический фут песка с кубическим футом цемента, у вас будет 2 кубических фута смеси. На самом деле объем смеси может быть меньше, чем тот, что частицы цемента оседают в промежутках между песчинками.Студентам важно понимать, что они должны явно сделать это предположение, и что для некоторых контекстов это разумное предположение (например, смешивание воды с концентратом сока), а в других — совершенно неуместное (например, смешивание воды и соли).

Решения

Решение: Таблица соотношений

Построение таблицы соотношений, показывающей количество песка, цемента и бетонной смеси (предполагая, что объемы прибавляются):

В последней колонке мы видим, что для изготовления 160 кубических футов бетонной смеси необходимо 100 кубических футов песка и 60 кубических футов цемента.

Решение: Использование масштабного коэффициента

Мы знаем, что делать
$ k \ раз 8 $ кубических футов бетонной смеси, нам нужно
$ k \ times 5 $ кубических футов песка и
$ k \ times 3 $ кубических футов цемента.

Нам нужно 160 кубических футов бетонной смеси и
20 x 8 = 160, поэтому нам нужно использовать
20 x 5 = 100 кубических футов песка и
20 x 3 = 60 кубических футов цемента.

Другими словами, из 100 футов ³ песка и 60 футов ³ цемента получится 160 футов ³ бетонной смеси.

Как делают бетон

В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей, или горных пород. Паста, состоящая из портландцемента и воды, покрывает поверхность мелких (мелких) и крупных (крупных) заполнителей. В результате химической реакции, называемой гидратацией, паста затвердевает и набирает прочность, образуя каменную массу, известную как бетон.

В этом процессе кроется ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен и пластичен при повторном смешивании, прочен и долговечен при затвердевании.Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно строить небоскребы, мосты, тротуары и супермагистрали, дома и плотины.

Дозирование

Ключ к получению прочного и долговечного бетона заключается в тщательном дозировании и смешивании ингредиентов. Смесь, в которой недостаточно пасты, чтобы заполнить все пустоты между заполнителями, будет трудно разместить, и она приведет к образованию шероховатых поверхностей и пористого бетона. Смесь с избытком цементного теста легко укладывается и дает гладкую поверхность; тем не менее, получаемый бетон не является рентабельным и может более легко треснуть.

Химический состав портландцемента оживает в присутствии воды. Цемент и вода образуют пасту, которая покрывает каждую частицу камня и песка — агрегаты. В результате химической реакции, называемой гидратацией, цементное тесто затвердевает и приобретает прочность.

Качество пасты определяет характер бетона. Прочность пасты, в свою очередь, зависит от соотношения воды и цемента. Водоцементное соотношение — это вес воды для затворения, деленный на вес цемента.Высококачественный бетон получают за счет максимально возможного снижения водоцементного отношения без ущерба для удобоукладываемости свежего бетона, что позволяет его должным образом укладывать, укреплять и выдерживать.

Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона. Обычно смесь содержит от 10 до 15 процентов цемента, от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов воды. Вовлеченный воздух во многих бетонных смесях может составлять от 5 до 8 процентов.

Прочие ингредиенты

В качестве воды для замешивания бетона можно использовать практически любую питьевую природную воду без ярко выраженного вкуса или запаха. Избыточные примеси в воде для смешивания могут не только повлиять на время схватывания и прочность бетона, но также могут вызвать выцветание, окрашивание, коррозию арматуры, нестабильность объема и снижение долговечности. Спецификации бетонной смеси обычно устанавливают пределы содержания хлоридов, сульфатов, щелочей и твердых веществ в воде для смешивания, если не могут быть проведены испытания для определения влияния примесей на конечный бетон.

Хотя большая часть питьевой воды подходит для замешивания бетона, заполнители выбираются тщательно. Заполнители составляют от 60 до 75 процентов от общего объема бетона. Тип и размер используемого заполнителя зависит от толщины и назначения конечного бетонного продукта.

Относительно тонкие строительные секции требуют небольшого крупного заполнителя, хотя заполнители диаметром до шести дюймов использовались в больших плотинах. Для эффективного использования пасты желательна непрерывная градация размеров частиц.Кроме того, заполнители должны быть чистыми и не содержать каких-либо веществ, которые могут повлиять на качество бетона.

Начало гидратации

Вскоре после объединения заполнителей, воды и цемента смесь начинает затвердевать. Все портландцементы представляют собой гидравлические цементы, которые затвердевают в результате химической реакции с водой, вызывающей гидратацию. Во время этой реакции на поверхности каждой частицы цемента образуется узел. Узел растет и расширяется, пока не соединится с узлами других частиц цемента или не прилипнет к соседним агрегатам.

После того, как бетон тщательно перемешан и станет пригодным для обработки, его следует укладывать в формы, пока смесь не станет слишком густой.

Во время укладки бетон уплотняется, чтобы уплотнить его внутри форм и устранить возможные дефекты, такие как соты и воздушные карманы.

Для плит бетон оставляют стоять до тех пор, пока пленка поверхностной влаги не исчезнет, ​​затем деревянную или металлическую ручную терку сглаживают. Плавление дает относительно ровную, но слегка шероховатую текстуру, которая имеет хорошее сопротивление скольжению и часто используется в качестве окончательной отделки фасадных плит.Если требуется гладкая, твердая, плотная поверхность, после затирки следует затирка сталью.

Отверждение начинается после того, как открытые поверхности бетона достаточно затвердеют, чтобы противостоять образованию повреждений. Отверждение обеспечивает постоянную гидратацию цемента, так что бетон продолжает набирать прочность. Бетонные поверхности обрабатывают путем опрыскивания водяным туманом или использования влагоудерживающих тканей, таких как мешковина или хлопчатобумажные коврики. Другие методы отверждения предотвращают испарение воды за счет герметизации поверхности пластиком или специальными спреями, называемыми отвердителями.

Для защиты бетона при очень холодной или жаркой погоде используются специальные методы отверждения. Чем дольше бетон будет оставаться влажным, тем прочнее и долговечнее он станет. Скорость затвердевания зависит от состава и крупности цемента, пропорций смеси, а также от влажности и температурных условий. Бетон продолжает укрепляться с возрастом. Большая часть гидратации и увеличения прочности происходит в течение первого месяца жизненного цикла бетона, но гидратация продолжается медленнее в течение многих лет.

---

Узнайте, как цемент и бетон формируют мир вокруг нас>

Узнайте больше о преимуществах устойчивости цемента и бетона>

Как НЕ создавать дизайн водно-цементной смеси | Журнал Concrete Construction

Вопрос : Я получил запрос на конструкцию смеси 4000 фунтов на квадратный дюйм, но спецификации требуют максимального отношения воды / вяжущего материала 0,45 (Вт / см). У меня есть смесь, которая в среднем составляет 4600 фунтов на квадратный дюйм с 495 фунтами цемента и 270 фунтами воды, но соотношение равно 0.55. Можно ли просто уменьшить содержание воды до 222 фунтов, чтобы соответствовать спецификации?

Ответ : Меня поражает, как часто меня спрашивают об этом и сколько людей ошибаются.

Инженеры иногда устанавливают более низкое или более высокое соотношение вода / вяжущий материал (Вт / см), чем необходимо для достижения прочности, потому что они пытаются повлиять на другие характеристики, такие как долговечность или растрескивание. (Дополнительную информацию см. В разделе «Почему требуется максимальное соотношение Вт / см?»)

Хотя ваше решение математически логично, конкретному не важны правильные математические вычисления.Он заботится о том, как его ингредиенты сочетаются друг с другом. Смешивание камня, песка и цемента создает пустоты, которые необходимо заполнить водой. Дополнительная вода необходима для отделения частиц, иначе бетон будет непригодным для обработки.

Хотите верьте, хотите нет, но количество воды, необходимое для создания данной осадки с данным набором материалов, не сильно меняется по сравнению с типичным диапазоном содержания цемента, используемым для повседневного бетона. Если для вашей обычной смеси требуется 270 фунтов воды на кубический ярд, и вы добавляете в нее 222 фунта воды, смесь не будет работать, и в конце концов кто-то добавит недостающие 48 фунтов воды (около 5 галлонов) обратно.Смесь вернется к своему исходному соотношению 0,55, что даст инженеру, указавшему 4000 фунтов на квадратный дюйм, надлежащую прочность, но не другие характеристики, которые он хотел.

Чтобы правильно составить смесь, разделите требуемое содержание воды на желаемое соотношение в / см. В вашем примере: 270 фунтов воды / 0,45 = 600 фунтов цемента. Смесь будет около 5800 фунтов на квадратный дюйм, что намного больше, чем указано, но это нормально. Сила — не единственная цель.

Чтобы уменьшить количество цемента, необходимо сначала уменьшить количество воды.Используйте добавку, оптимизируйте комбинированную сортировку заполнителей, добавьте летучую золу или получите заполнитель с лучшей формой частиц. Вы можете добавить до 4% увлеченного воздуха, но будьте осторожны. Вовлеченный воздух может создать новые проблемы, такие как большая оседлость и изменчивость силы или замедленное кровотечение, что ставит под угрозу обрабатываемость.

адсорбированных конформаций суперпластификаторов PCE в пористом растворе цемента, выявленных с помощью моделирования молекулярной динамики

1.

Uchikawa, H., Hanehara, S.И Саваки, Д. Роль стерической силы отталкивания в диспергировании частиц цемента в свежем тесте, приготовленном с органической добавкой. Исследования цемента и бетона 27 , 37–50 (1997).

CAS Статья Google ученый

2.

Хауэ Т. и Юджин М. А. Новый подход к сохранению органов: потенциальная роль нового полимера. Kidney International 74 , 998–1003 (2008).

CAS Статья PubMed Google ученый

3.

Шиката Т., Окузоно М. и Сугимото Н. Температурно-зависимое поведение поли (этиленоксида) в водном растворе при гидратации / дегидратации. Макромолекулы 46 , 1956–1961 (2013).

ADS CAS Статья Google ученый

4.

Эванс, Р.И Наппер, Д. Х. Коллоид, Стерическая стабилизация II. Коллоид-З. u. З. Полимер 251 , 329–336 (1973).

CAS Статья Google ученый

5.

Эванс, Р. и Нэппер, Д. Х. Коллоид, стерическая стабилизация I. Коллоид-Z. u. З. Полимер 251 , 409–414 (1973).

CAS Статья Google ученый

6.

Нэппер, Д. Х. Стерическая стабилизация и серия Хофмайстера. Журнал науки о коллоидах и интерфейсах 33 , 384–392 (1970).

ADS Статья Google ученый

7.

де Жен, П. Г. Конформации полимеров, прикрепленных к поверхности раздела. Макромолекулы 13 , 1069–1075 (1980).

ADS Статья Google ученый

8.

de Gennes, P. G. Полимеры на границе раздела; упрощенный вид. Достижения в области науки о коллоидах и интерфейсах 27 , 189–209 (1987).

Артикул Google ученый

9.

Flatt, R.J., Schober, I., Raphael, E., Plassard, C. & Lesniewska, E. Конформация диспергаторов адсорбированного гребенчатого сополимера. Ленгмюр 25 , 845–855 (2009).

CAS Статья PubMed Google ученый

10.

Houst, Y. F. et al. . Конструкция и принцип действия новых суперпластификаторов для более прочного бетона с высокими эксплуатационными характеристиками (проект суперпласт). Исследования цемента и бетона 38 , 1197–1209 (2008).

CAS Статья Google ученый

11.

Кауппи, А., Андерссон, К. М. и Бергстрём, Л. Исследование влияния адсорбции суперпластификатора на поверхностные силы с помощью метода АСМ с коллоидным зондом. Исследования цемента и бетона 35 , 133–140 (2005).

CAS Статья Google ученый

12.

Клещанок Д. и Лэнг П. Р. Стерическое отталкивание адсорбированными полимерными слоями исследовано с помощью микроскопии полного внутреннего отражения. Ленгмюр 23 , 4332–4339 (2007).

CAS Статья PubMed Google ученый

13.

Нава Т. Влияние химической структуры на стерическую стабилизацию суперпластификатора на основе поликарбоксилата. Журнал передовых бетонных технологий 44 , 225–232 (2006).

Артикул Google ученый

14.

Сакаи, Э. и Даймон, М. Механизмы диспергирования алита, стабилизированного суперпластификаторами, содержащими привитые цепи полиэтиленоксида. Труды 5 ^th Международная конференция CANMET / ACI по суперпластификаторам и другим химическим добавкам в бетон (Malhotra VM (ed)). Американский институт бетона, Фармингтон-Хилл, Мичиган, США, SP-173 , 187–201 (1997).

15.

Йошиока, К., Сакаи, Э., Даймон, М. и Китахара, А. Роль стерических препятствий в работе суперпластификаторов для бетона. Журнал Американского керамического общества 80 , 2667–2671 (1997).

CAS Статья Google ученый

16.

Мишра, Р. К., Хайнц, Х., Циммерманн, Дж., Мюллер, Т. и Флатт, Р. Дж. Понимание эффективности поликарбоксилатов в качестве шлифовальных добавок. Протокол 10 ^th Международная конференция CANMET / ACI по суперпластификаторам и другим химическим добавкам в бетон (Malhotra VM (ed)).Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, США, SP-288 , 235–249 (2012).

17.

Мохан Р., Джадхав В., Ахмед А., Ривас Дж. И Келкар А. Влияние добавок пластификатора на механические свойства цементного композита — анализ молекулярной динамики. Международный журнал химической, молекулярной, ядерной техники, материаловедения и металлургической инженерии 8 , 84–88 (2014).

Google ученый

18.

Ран, К. и др. . Молекулярно-динамическое исследование влияния ионов кальция на конформационные свойства гребенчатого поли (сополимера акриловой кислоты и метилаллилполиоксиэтиленового эфира). Вычислительное материаловедение 109 , 90–96 (2015).

CAS Статья Google ученый

19.

Шу, X. и др. . Адаптация конформации раствора поликарбоксилатного суперпластификатора к улучшению диспергирующих свойств цементного теста. Строительные и строительные материалы , 116, , 289–298 (2016).

CAS Статья Google ученый

20.

Zhang, Q. et al . pH-индуцированные конформационные изменения гребенчатого поликарбоксилата исследованы экспериментально и моделированием. Наука о коллоидах и полимерах 294 , 1705–1715 (2016).

CAS Статья Google ученый

21.

Хирата, Т. и др. . Атомистическое моделирование динамики для решения проблемы конформации модельных суперпластификаторов PCE в воде и поровом растворе цемента. Достижения в области исследований цемента 29 (10), 418–428 (2017).

Артикул Google ученый

22.

Pickelmann, J., Li, H., Baumann, R. & Plank, J. A ¹³ C ЯМР-спектроскопическое исследование перераспределения кислотных и сложноэфирных групп в PCE типа MPEG, полученных радикальной сополимеризацией и Техники прививки. Известия 11 ^th Конференция CANMET / ACI по суперпластификаторам и другим химическим добавкам в бетон (Malhotra VM, Gupta PR, Holland TC (eds)). Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, США, SP-302 , 25–37 (2015).

23.

Планк, Дж. и др. . Микроструктурный анализ поликарбоксилатов на основе эфира изопренола и влияние структурных мотивов на эффективность диспергирования. Исследования цемента и бетона 84 , 20–29 (2016).

CAS Статья Google ученый

24.

Кальвет Р. Адсорбция органических химикатов в почвах. Перспективы гигиены окружающей среды 83 , 145–177 (1989).

ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

25.

Джайлз К. Х., МакЭван Т. Х., Наква С. Н. и Смит Д. Исследования адсорбции. Часть XI. Система классификации изотерм адсорбции растворов и ее использование для диагностики механизмов адсорбции и измерения удельной поверхности твердых тел. Журнал химического общества 3 , 3973–3993 (1960).

Артикул Google ученый

26.

Сакаи, Э., Ямада, К.& Охта, А. Молекулярная структура и механизмы дисперсии-адсорбции суперпластификаторов гребенчатого типа, используемых в Японии. Журнал передовых бетонных технологий 1 , 16–25 (2003).

CAS Статья Google ученый

27.

Бейли Ф. Мл. И Каллард Р. В. Некоторые свойства полиэтиленоксида в водном растворе. Журнал прикладной науки о полимерах 1 , 56–62 (1959).

CAS Статья Google ученый

28.

Бегум Р. и Мацуура Х. Конформационные свойства коротких поли (оксиэтиленовых) цепей в воде изучены методом ИК-спектроскопии. Журнал химического общества . Транзакция Фарадея 93 , 3839–3848 (1997).

CAS Статья Google ученый

29.

Линегар, К. Л., Адениран, А. Е., Костко, А. Ф., Анисимов, М. А. Гидродинамический радиус полиэтиленгликоля в растворе, полученном методом динамического светорассеяния. Коллоидный журнал 72 , 279–281 (2010).

CAS Статья Google ученый

30.

Uchikawa, H., Uchida, S., Ogawa, K. & Hanehara, S. Влияние CaSO4-2H ₂ O, CaSO ₄ -1 / 2H ₂ O и CaSO ₄ на начальную гидратацию клинкера разной степени горения. Исследования цемента и бетона 14 , 645–656 (1984).

CAS Статья Google ученый

31.

Роверс, Дж. И Мартин, Дж. Э. Модель твердых сфер для линейных и регулярных звездчатых полибутадиенов. Журнал науки о полимерах: Часть B: Физика полимеров 27 , 2513–2524 (1989).

ADS CAS Статья Google ученый

32.

Ланге, А. и Планк, Дж. Вклад неадсорбирующихся полимеров в дисперсию цемента. Исследования цемента и бетона 79 , 131–136 (2016).

CAS Статья Google ученый

33.

Сакаи Э., Какинума Ю., Ямамото К. и Даймон М. Взаимосвязь между формой микрокремнезема и текучестью цементного теста при низком соотношении воды и порошка. Журнал передовых бетонных технологий 7 , 13–20 (2009).

Артикул Google ученый

34.

Ланге, А., Хирата, Т. и Планк, Дж. Влияние значения ГЛБ поликарбоксилатных суперпластификаторов на текучесть раствора и бетона. Исследования цемента и бетона 60 , 45–50 (2014).

CAS Статья Google ученый

35.

Banfill, P. F. G. et al. .Улучшенные суперпластификаторы для бетона с высокими эксплуатационными характеристиками: проект СУПЕРПЛАСТ. Известия 12 ^-й Международный конгресс по химии цемента . ICCC, Монреаль, Канада (2007).

36.

Borget, P., Galmiche, L., Meins, J. F. L. & Lafuma, F. Микроструктурные характеристики и поведение в различных солевых растворах гребенчатых сополимеров полиметакрилата натрия и g-PEO. Коллоиды и поверхности A: физико-химические и инженерные аспекты 260 , 173–182 (2005).

CAS Статья Google ученый

37.

Гей, К. и Рафаэль, Э. Гребнеобразные полимеры внутри наноразмерных пор. Достижения в области науки о коллоидах и интерфейсах 94 , 229–236 (2001).

CAS Статья Google ученый

38.

Хирата Т., Юаса Т. и Нагаре К. Цементная добавка и цементный состав .Патент США 6166112, дек. Переуступлен Nippon Shokubai (2000).

39.

Ланге, А., Хирата, Т. и Планк, Дж. Роль неадсорбированных молекул PCE в дисперсии цемента: экспериментальные доказательства нового механизма диспергирования. Протокол 10 ^th Международная конференция CANMET / ACI по суперпластификаторам и другим химическим добавкам в бетон (Malhotra VM (ed)). Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, США, SP-288 , 435–449 (2012).

40.

Ямамото, М. и др. . Сополимер для добавок к цементу, процесс его производства и применение . Патент США 6727315, апрель переуступлен Nippon Shokubai (2004).

41.

Тереза, М. и др. . Характеристика полимеров с помощью эксклюзионной хроматографии с множественным детектированием. Журнал хроматографии A 919 , 13–19 (2001).

CAS Статья PubMed Google ученый

42.

Winnefeld, F., Becker, S., Pakusch, J. & Götz, T. Влияние молекулярной архитектуры гребенчатых суперпластификаторов на их характеристики в цементных системах. Цементные и бетонные композиты 29 , 251–262 (2007).

CAS Статья Google ученый

43.

Берендсен, Х. Дж. К., Споул, Д. В. Д. и Друнен, Р. В. ГРОМАКС: реализация параллельной молекулярной динамики с передачей сообщений. Компьютерная физика Связь 91 , 43–56 (1995).

ADS CAS Статья Google ученый

44.

Hess, B., Kutzner, C., Spoel, D. V. D. & Lindahl, E. GROMACS 4: Алгоритмы для высокоэффективного, сбалансированного по нагрузке и масштабируемого молекулярного моделирования. Журнал химической теории и вычислений 4 , 435–447 (2008).

CAS Статья PubMed Google ученый

45.

Линдал, Э., Хесс, Б. и Споул, Д. В. Д. GROMACS 3.0: пакет для молекулярного моделирования и анализа траекторий. Журнал молекулярного моделирования 7 , 306–317 (2001).

CAS Статья Google ученый

46.

Pronk, S. et al. .Gromacs 4.5: высокопроизводительный и высокопараллельный набор инструментов молекулярного моделирования с открытым исходным кодом. Биоинформатика 29 , 845–854 (2013).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

47.

Spoel, D. V. D. et al. . GROMACS: быстро, гибко и бесплатно. Журнал вычислительной химии 26 , 1701–1718 (2005).

Артикул Google ученый

48.

Хесс, Б., Беккер, Х., Берендсен, Х. Дж. К. и Фраайе, Дж. Г. Э. М. LINCS: решатель линейных ограничений для молекулярного моделирования. Журнал вычислительной химии 18 , 1463–1472 (1997).

CAS Статья Google ученый

49.

Hess, B. P-LINCS: параллельный решатель линейных ограничений для молекулярного моделирования. Журнал химической теории и вычислений 4 , 116–122 (2008).

CAS Статья PubMed Google ученый

50.

Хамфри В., Далке А. и Шультен К. VMD: визуальная молекулярная динамика. Журнал молекулярной графики 14 , 33–38 (1996).

CAS Статья PubMed Google ученый

51.

Планк, Дж. И Хирш, С. Влияние дзета-потенциала ранних фаз гидратации цемента на адсорбцию суперпластификатора. Исследования цемента и бетона 37 , 537–542 (2007).

CAS Статья Google ученый

52.

Йошиока, К., Тазава, Э., Каваи, К. и Энохара, Т. Адсорбционные характеристики суперпластификаторов на минеральных компонентах цемента. Исследования цемента и бетона 32 , 1507–1513 (2002).

CAS Статья Google ученый

53.

Zingg, A. et al. . Адсорбция полиэлектролитов и ее влияние на реологию, дзета-потенциал и микроструктуру различных цементных и гидратных фаз. Журнал науки о коллоидах и интерфейсах 323 , 301–312 (2008).

ADS CAS Статья PubMed Google ученый

54.

Миндесс, С., Янг, Дж. Ф. и Дарвин, Д. Бетон 2 ^nd ed . Прентис Холл. Нью-Джерси США (2003).

55.

Flatt, R.J. et al. . Взаимодействие суперпластификаторов с модельными порошками в сильнощелочной среде. Труды 5-й Международной конференции CANMET / ACI по суперпластификаторам и другим химическим добавкам в бетон (Malhotra VM (ed)). Американский институт бетона, Фармингтон-Хилл, штат Мичиган, США, SP-173 , 743–762 (1997).

56.

Феррари Л., Кауфманн Дж., Виннефельд Ф. и Планк Дж. Взаимодействие модельных систем цемента с суперпластификаторами исследовали с помощью атомно-силовой микроскопии, дзета-потенциала и измерений адсорбции. Журнал науки о коллоидах и интерфейсах 347 , 15–24 (2010).

ADS CAS Статья PubMed Google ученый

57.

Houst, Y. F., Боуэн, П. и Перш, Ф. Адсорбция суперпластификаторов на модельном порошке. Труды 12-го Международного конгресса по химии цемента (Beaudoin JJ, Makar JM, Raki L (eds)). EPFL, Монреаль, Канада (2007).

58.

Йоргенсен, У. Л., Максвелл, Д. С. и Тирадо-Ривес, Дж. Разработка и тестирование всеатомного силового поля OPLS на конформационной энергетике и свойствах органических жидкостей. Журнал Американского химического общества 118 , 11225–11236 (1996).

CAS Статья Google ученый

59.

Йоргенсен, У. Л. и Макдональд, Н. А. Развитие полностью атомного силового поля для гетероциклов. Свойства жидкого пиридина и диазенов. Журнал молекулярной структуры: THEOCHEM 424 , 145–155 (1998).

CAS Google ученый

60.

Камински Г.А., Фриснер Р.А., Тирадо-Ривес, Дж. И Йоргенсен, У. Л. Оценка и повторная параметризация силового поля OPLS-AA для белков путем сравнения с точными квантово-химическими расчетами для пептидов. Журнал физической химии B 105 , 6474–6487 (2001).

CAS Статья Google ученый

61.

Прайс М. Л. П., Островский Д. и Йоргенсен В. Л. Газофазные и жидкие свойства сложных эфиров, нитрилов и нитросоединений с силовым полем OPLS-AA. Журнал вычислительной химии 22 , 1340–1352 (2001).

CAS Статья Google ученый

62.

Риццо, Р. К. и Йоргенсен, У. Л. OPLS Модель всех атомов для аминов: решение проблемы гидратации амина. Журнал Американского химического общества 121 , 4827–4836 (1999).

CAS Статья Google ученый

63.

Клауда, Дж. Б. и др. . Обновление полностью атомного аддитивного силового поля CHARMM для липидов: проверка шести типов липидов. Журнал физической химии B 114 , 7830–7843 (2010).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

TILT-UP TODAY — Публикация Tilt-Up Concrete Association (TCA)

Автор: Марк Ленцков в субботу, 27 января 2018 г. · Оставить комментарий

Авторы: Чарльз Нмай, Марк Бери, Джозеф Дачко

Введение
Осенний выпуск журнала Tilt-Up Today за 2017 год. Сегодня предлагает статью, описывающую повторяющиеся трещины в наклонных стеновых панелях.В статье Робинсона, Хукса и Лоусона, озаглавленной «Проверка причины растрескивания панелей — тематическое исследование», были выделены два стандартных и основных фактора, определяющих растрескивание, не вызванное нагрузкой, а именно: потенциал усадки бетонной смеси и степень растрескивания. сдержанность, которую испытывает элемент. Также стоит отметить, что на конференции Tilt-Up Concrete Convention в Майами в сентябре этого года на одной из заключительных презентаций конвенции обсуждалось увеличение расстояния между стыками бетонных полов.Оба требуют понимания усадки бетона и ограничений. В этой статье мы предлагаем сосредоточиться на усадке бетона, предоставить общий обзор различных типов усадки бетона и обсудить влияние компонентов бетона и их пропорций на усадку. Мы считаем, что сначала имеет смысл разработать широкий, целостный взгляд на эту концепцию. Позже в следующей статье в Tilt-Up Today будет уделено внимание сдержанности и основам этих двух очень важных и своевременных тем.Большая часть приведенной ниже информации взята непосредственно из публикации «Бетонные технологии в фокусе — усадка бетона», опубликованной BASF Corporation.

Обзор
Необходимость адекватной удобоукладываемости для облегчения укладки и уплотнения бетона часто приводит к решению использовать большее количество воды для затворения, чем необходимо для процесса гидратации (реакция с портландцементом). Потеря части этой избыточной «удобной воды» из бетонной матрицы по мере ее затвердевания приводит к уменьшению объема, известному как усадка .Если уменьшение объема происходит до затвердевания бетона, это называется пластической усадкой . Уменьшение объема, которое происходит в основном из-за потери влаги после затвердевания бетона, известно как усадка при сушке .

В дополнение к усадке при высыхании, затвердевший бетон может также испытывать уменьшение объема, такое как тепловая усадка , автогенная усадка и усадка при карбонизации .

Из-за процесса гидратации температура свежего бетона в часы после замеса часто выше температуры окружающей среды.Величина повышения температуры зависит, среди прочего, от типа и количества используемого цемента, использования пуццоланов или шлакового цемента, размера бетонного элемента и температуры окружающей среды. Когда горячий бетон охлаждается до температуры окружающей среды, он сжимается, и именно это уменьшение объема называется термическим сжатием .

Автогенная усадка возникает в результате химических реакций, происходящих во время гидратации цемента.Это может быть значительным в бетоне с очень низким соотношением водоцементных материалов. Такой бетон может давать усадку без потери воды в окружающей среде. К счастью, величина автогенной усадки незначительна для большинства бетонов, укладываемых там, где усадка является проблемой.

Как следует из названия, усадка при карбонизации возникает, когда бетон становится карбонизированным, то есть когда гидроксид кальция в затвердевшей матрице химически реагирует с двуокисью углерода, присутствующей в атмосфере.Это приводит к образованию карбоната кальция и воды и, как следствие, уменьшению объема.

Основная проблема, связанная с усадкой бетона, — это возможность растрескивания либо в пластичном, либо в затвердевшем состоянии. В большинстве случаев вероятность пластической усадки и усадки при высыхании выше, чем у других типов усадки, упомянутых выше. Таким образом, в следующих разделах представлены более подробные сведения о механизмах возникновения этих двух типов усадки и влиянии ингредиентов бетонной смеси, условий окружающей среды, проектирования и строительства.

Пластическая усадка
Потеря воды из свежего бетона, которая приводит к пластической усадке, может происходить двумя способами: испарением и поглощением. Преобладающий режим — испарение с открытой поверхности. Скорость испарения воды обычно усугубляется сочетанием высокой скорости ветра, низкой относительной влажности и высоких температур окружающей среды и бетона. Хотя эти условия, скорее всего, присутствуют в летние месяцы, они могут возникнуть в любое время.Скорость, с которой отводимая вода переносится к бетонной поверхности, будет влиять на возможность возникновения явления или формы растрескивания, обычно называемого растрескиванием при пластической усадке . Сообщалось, что если скорость испарения с поверхности превышает примерно 0,1 фунт / фут2 / ч (0,5 кг / м2 / ч), потеря влаги может превысить скорость, с которой стекающая вода достигает поверхности, тем самым приводя в движение механизмы, вызывающие пластическую усадку [1].

Бетон также может терять воду из-за поглощения основанием и в некоторых случаях опалубкой.Такая потеря воды может усугубить эффект испарения с поверхности. Принято считать, что потеря воды из пастообразной фракции бетона из-за внешних факторов создает отрицательное капиллярное давление, которое приводит к сокращению объема пасты и, следовательно, к усадке.

РИСУНОК 1 . Влияние температуры бетона и воздуха, относительной влажности и скорости ветра на скорость испарения поверхностной влаги из бетона [1].

Для использования этой диаграммы:
1.Начните с температуры воздуха, переходите к относительной влажности.
2. Перейдите вправо к температуре бетона.
3. Двигайтесь вниз до скорости ветра.
4. Двигайтесь влево и прочтите приблизительную скорость испарения.

В ACI 305R [2] рекомендуется принять меры против растрескивания при пластической усадке, если ожидается, что скорость испарения с открытой бетонной поверхности приблизится к 0,2 фунта / фут2 / ч (1,0 кг / м2 / ч). Скорость испарения для преобладающих условий окружающей среды можно оценить с помощью номограммы, показанной на рисунке 1.

Меры предосторожности для контроля пластической усадки включают корректировку бетонной смеси и использование проверенных строительных технологий. Может оказаться полезным снижение температуры бетонной смеси, особенно в жаркую погоду, или увеличение скорости ее схватывания. Последнее является одной из основных причин того, что ускоряющие добавки все чаще используются в засушливых юго-западных регионах, где преобладают условия для пластической усадки. Сообщалось также, что использование микросинтетических волокон является полезным в борьбе с растрескиванием при пластической усадке.

Эффективные методы строительства для контроля пластической усадки включают использование временных ветрозащитных экранов для снижения скорости ветра и использование солнцезащитных козырьков для снижения температуры поверхности бетона, а также укладку бетона в самое прохладное время дня. Но самый эффективный метод контроля — предотвратить высыхание бетонной поверхности до тех пор, пока не будут завершены отделочные операции и не начнется отверждение. В этом отношении может быть полезным использование средства для уменьшения испарения, временных влажных покрытий, водонепроницаемого покрытия или распылителя тумана.

Усадка при высыхании
Потеря влаги из бетона после его затвердевания (отсюда усадка при высыхании) неизбежна, если только бетон не полностью погружен в воду или находится в среде со 100-процентной относительной влажностью. Таким образом, усадка при высыхании — это обычное явление, которое заслуживает тщательного рассмотрения при проектировании и строительстве бетонных конструкций.

Фактические механизмы, с помощью которых происходит усадка при высыхании, сложны, но общепризнано, что они включают потерю адсорбированной воды из гидратированного цементного теста [3-5].Когда бетон первоначально подвергается условиям высыхания — при которых существует разница между относительной влажностью окружающей среды и относительной влажностью бетона — он сначала теряет свободную воду. В более крупных капиллярных порах это приводит к небольшой усадке или ее отсутствию. В более мелких капиллярных порах, заполненных водой (размером от 2,5 до 50 нм), из-за потери влаги образуются изогнутые мениски, и поверхностное натяжение воды растягивает стенки пор. Таким образом, внутреннее отрицательное давление возникает при образовании мениска в порах капилляров.Это давление приводит к сжимающей силе, которая приводит к усадке бетона. Продолжающаяся сушка также приводит к потере адсорбированной воды, изменению объема несдерживаемого цементного теста и увеличению сил притяжения между продуктами гидратации C-S-H, что приводит к усадке [5]. Сообщается, что толщина слоя адсорбированной воды увеличивается с увеличением влажности [5]. Следовательно, возможно, что более высокое содержание воды приведет к более толстому слою адсорбированной воды и, следовательно, к большей усадке при сушке.

Физически бетон, усадка при высыхании которого составляет около 0,05 процента (500 миллионных долей или 500 x 10-6), дает усадку примерно на 0,6 дюйма на 100 футов (50 мм на каждые 100 м). Проще говоря, это примерно 2 дюйма в длину футбольного поля. На усадку при высыхании влияет несколько факторов. К ним относятся характеристики ингредиентов бетонной смеси и их пропорции, методы проектирования и строительства, а также влияние окружающей среды.

Влияние ингредиентов бетонной смеси
В литературе имеются противоречивые данные о влиянии ингредиентов бетонной смеси на ее усадку при высыхании.Однако, несомненно, составляющими бетонной смеси, которые больше всего влияют на усадку при высыхании, являются вода и крупный заполнитель. Оба они оказывают сильное влияние на минимизацию содержания пасты.

На рис. 2 показано влияние общего содержания воды на усадку при сушке. Данные [7] показывают, что общая влажность бетонной смеси существенно влияет на ее усадку при высыхании. Например, предположим, что бетонная смесь имеет коэффициент цементации 708 фунтов / ярд 3 (420 кг / м3) и содержание воды около 320 фунтов./ ярд.3 (190 кг / м3) для водоцементного материала (в / см) с соотношением 0,45. На рисунке показано, что в среднем этот бетон будет иметь усадку при высыхании около 0,06 процента, и что это значение усадки можно уменьшить на 50 процентов за счет снижения содержания воды до 244 фунтов / ярд 3 (145 кг / м3), что соответствует 0,35 Вт / см. Следовательно, чтобы свести к минимуму усадку бетона при высыхании, общее содержание воды должно быть минимально возможным.

Вопреки распространенному мнению, что усадка увеличивается с увеличением содержания цемента, данные [7] для бетонов с содержанием цемента от 470 до 750 фунтов./yd.3 (от 280 до 445 кг / м3) показали, что содержание цемента мало влияет на усадку бетона. Общее содержание воды для этих смесей колеблется от 338 до 355 фунтов / ярд 3 (от 200 до 210 кг / м3), а осадки составляли от 3 до 4 дюймов (75 и 100 мм). Для практических целей также было обнаружено, что тип, состав и крупность цемента относительно мало влияют на усадку при высыхании.

РИСУНОК 2 . Влияние общего содержания воды на усадку при высыхании [7].
(Заштрихованная область представляет данные для большого количества смесей
различных пропорций.)

Влияние крупнозернистого заполнителя на усадку при высыхании двоякое. Во-первых, использование большого количества крупного заполнителя минимизирует общее содержание воды и пасты в бетонной смеси и, следовательно, минимизирует усадку при высыхании. Влияние соотношения заполнитель-цемент и воды-цемента на усадку при высыхании показано на рисунке 3. Рисунок ясно показывает, что при заданном соотношении вода-цемент усадка при высыхании уменьшается по мере увеличения соотношения заполнитель-цемент.Например, при соотношении вода-цемент 0,40 уменьшение усадки при высыхании на 50 процентов было получено, когда соотношение заполнитель-цемент было увеличено с 3 до 5 (а также с 5 до 7).

РИСУНОК 3 . Влияние соотношения заполнитель-цемент и соотношение воды и цемента на усадку при высыхании [8]. (Данные для квадратного раствора 5 дюймов [125 мм] и образцов бетона, подвергнутых воздействию окружающей среды с относительной влажностью 70 ° F (21 ° C) в течение шести месяцев).

Во-вторых, усадка цементного теста при высыхании уменьшается за счет крупного заполнителя из-за его сдерживающего воздействия.Как и следовало ожидать, степень сдерживания, обеспечиваемая грубым заполнителем, зависит от типа заполнителя и его жесткости, общего количества используемого заполнителя и размера верха. Твердые, жесткие заполнители, такие как доломит, полевой шпат, гранит, известняк и кварц, трудно поддаются сжатию и обеспечивают большее ограничение усадки цементного теста. Поэтому эти заполнители следует использовать для производства бетона с низкой усадкой при высыхании.

Следует избегать использования песчаника и сланца, если требуется низкая усадка при высыхании.Также следует избегать заполнителей с глиняными покрытиями. Это связано с тем, что, помимо присущей ей усадки и влияния на потребность в воде, глина снижает сдерживающее действие заполнителя на усадку.

Действие добавок
Добавки являются неотъемлемой частью бетонных смесей, производимых сегодня. Их добавление в бетон обычно увеличивает объем мелких пор в продукте гидратации цемента. В результате исследования показали повышенную усадку при высыхании при использовании таких добавок, как хлорид кальция, шлаковый цемент и некоторые пуццоланы.Что касается водоредуцирующих добавок, ACI 212 сообщает, что информация об их эффектах противоречива [9], но может наблюдаться меньшая долговременная усадка, в зависимости от степени снижения содержания воды в бетоне. Уменьшение усадки при высыхании было получено в тех случаях, когда значительное снижение общего содержания воды было реализовано за счет использования высокодисперсных водоредуцирующих добавок [10, 11]. Аналогичные результаты могут быть получены с добавками, снижающими уровень воды.

Конкретный пример уменьшенной усадки при высыхании с использованием высокодисперсной водоредуцирующей добавки (HRWRA) показан в таблице 1 для бетонных смесей с номинальным коэффициентом цементирования 600 фунтов / ярд 3 (356 кг / м3) и осадкой 9 дюймов (225 мм). Данные показывают, что через 84 дня уменьшение усадки при высыхании примерно на 30 процентов было получено с 18 жидкостью. унций / cwt (1170 мл / 100 кг) дозы HRWRA. Уменьшение количества воды при этой дозе составило примерно 30 процентов. Следовательно, средне- и высокодисперсные водоредуцирующие добавки могут быть полезными, если они используются для получения значительного снижения общего содержания воды.Было показано, что воздухововлекающие добавки практически не влияют на усадку при высыхании.

Величину усадки при высыхании можно значительно уменьшить за счет использования добавки, уменьшающей усадку. Добавки, уменьшающие усадку, действуют за счет уменьшения поверхностного натяжения воды в порах бетона. Это приводит к уменьшению капиллярного натяжения и растяжения стенок пор и, как следствие, уменьшению усадки при высыхании. Эти добавки успешно используются на строительных рынках Дальнего Востока и Северной Америки с момента их появления в 1985 году [12].

РИСУНОК 4 . Усадка бетона при высыхании с добавкой, уменьшающей усадку, и без нее.

В дополнение к добавкам, уменьшающим усадку, первая в своем роде добавка, уменьшающая трещины, обеспечивает лучшие характеристики при ограниченной усадке, что приводит к меньшей начальной ширине трещин [13] в дополнение к уменьшенной усадке бетона при высыхании.

Недавние исследования показывают, что добавки, уменьшающие усадку, могут быть полезны для уменьшения потерь воды при испарении из свежего бетона, для уменьшения автогенной усадки и, таким образом, для уменьшения растрескивания в раннем возрасте, будь то из-за пластической усадки или автогенной деформации [14].

Влияние практики проектирования и строительства
Расчетные параметры, которые больше всего влияют на усадку при высыхании, — это количество арматуры, а также размер, форма и отношение площади поверхности к объему бетонного элемента.

Стальная арматура уменьшит усадку бетона при высыхании из-за ограничений, обеспечиваемых сталью.

В тех же условиях окружающей среды небольшой бетонный элемент из-за его более высокого отношения площади поверхности к объему будет давать усадку больше, чем более крупный элемент.Чем больше площадь открытой поверхности, тем больше становится потеря влаги, а значит, вероятность усадки при высыхании. Следовательно, следует понимать, что усадка при высыхании, которая будет иметь место в реальных бетонных конструкциях, будет лишь частью той, которая была получена в лаборатории с помощью метода испытаний ASTM C 157 / C 157M.

Неправильные методы бетонирования, такие как повторный темперирование на стройплощадке, увеличивают усадку при высыхании из-за увеличения содержания воды в бетоне.Продолжительное влажное отверждение задерживает начало усадки при высыхании, но в целом продолжительность отверждения, как сообщается, мало влияет на усадку при высыхании [3]. Однако отверждение паром снижает усадку при высыхании.

Влияние факторов окружающей среды и времени
Как упоминалось ранее, потеря влаги из затвердевшего бетона, приводящая к усадке при высыхании, неизбежна, если бетон не находится в среде со 100-процентной относительной влажностью. Этот сценарий, конечно, бывает редко, если бетон полностью не погружен в воду.На величину усадки при высыхании сильно влияет относительная влажность окружающей среды. Чем ниже относительная влажность, тем больше усадка при высыхании. Однако величина усадки при высыхании не зависит от скорости высыхания. Скорость высыхания, в свою очередь, не зависит от ветра или принудительной конвекции, за исключением ранних стадий воздействия. Это происходит из-за очень низкой влагопроводности бетона, из-за которой скорость испарения очень мала.

Величина усадки при высыхании также зависит от времени. Хотя основная часть усадки при сушке происходит в течение первых нескольких месяцев сушки, этот процесс продолжается годами. Данные всестороннего исследования, охватывающего период почти 30 лет, показали, что в среднем почти 50 процентов усадки при высыхании, полученной через 20 лет, происходило в течение первых двух месяцев сушки и почти 80 процентов — в течение первого года [15].

Эффекты усадки
Как указывалось ранее, основная проблема, связанная с усадкой бетона, — это возможность растрескивания.Другими потенциальными проблемами являются скручивание плит и стабильность размеров бетонных элементов. Стабильность размеров обычно принимается во внимание при проектировании, и, если фактическая усадка не намного превышает расчетное значение, проблем возникнуть не должно. Растрескивание из-за усадки происходит в основном из-за удержания. Неудерживаемый бетон, например цилиндр размером 4 на 8 дюймов (100 на 200 мм), не будет трескаться из-за усадки. Как сказано во введении, в другой статье будут обсуждаться вопросы ограничения и механизма взлома.

Рекомендации
Усадка бетона, особенно усадка при высыхании, неизбежна; и из-за сдержанности может произойти растрескивание. Однако при правильном бетонировании и строительстве усадка и последующее растрескивание можно свести к минимуму.

Контроль пластической усадки — Предотвратить высыхание поверхности свежего бетона до завершения отделочных работ и начала отверждения. Использование льда или охлажденной воды для снижения температуры замеса бетона и полипропиленовых волокон может быть полезным.По возможности в ветреные дни следует устанавливать временные защитные полосы, чтобы уменьшить скорость ветра. Для снижения температуры поверхности бетона можно использовать временные солнцезащитные козырьки. В засушливых регионах, где преобладают условия пластической усадки, следует рассмотреть возможность использования ускоряющих добавок и средства для уменьшения испарения.

Свести к минимуму усадку при высыхании — Сохраняйте общее содержание воды в бетонной смеси на минимальном уровне, практически достижимом для предполагаемого применения. Этого можно достичь, используя высокое содержание твердых, жестких заполнителей, не содержащих глиняных покрытий, а также добавляя водоредуцирующие добавки среднего или высокого уровня.Кроме того, бетон не следует повторно закалять на стройплощадке.

Рассмотрим добавки — Добавка, уменьшающая усадку, или добавка, уменьшающая трещины, уменьшит усадку при высыхании и скорость усадки бетона при высыхании. Кроме того, их использование улучшит сопротивление растрескиванию, уменьшит высоту скручивания и скорость скручивания, а также уменьшит раскрытие стыков и скорость раскрытия стыков. Как указывалось ранее, добавки, уменьшающие образование трещин, также обеспечивают лучшие характеристики при ограниченной усадке.

Заключение
Как уже говорилось, бетон подвергается различным видам усадки, начиная с момента укладки. Они слабо связаны с возрастом бетона, например, пластическая усадка происходит, когда бетон все еще пластичен, термическое сжатие в раннем возрасте может происходить в течение первых 24 часов, в то время как усадка при высыхании происходит в течение нескольких дней и недель. В конструкции наклонно-вверх панелей и в отношении растрескивания под ограничением нас в первую очередь интересуют термическое усадка в раннем возрасте и усадка при высыхании (и автогенная усадка, в зависимости от пропорций смеси), которые, вероятно, будут играть самую большую роль.Разработка бетонной смеси с низкой усадкой может помочь уменьшить растрескивание панелей в дополнение к расширению швов в плитах на земле. Как отмечалось ранее, содержание воды в смеси является основным фактором долгосрочной усадки при сушке. Однако использование смеси с низким содержанием воды для стены по сравнению с полом с требованиями ровности пола (FF) или ровности пола (FL) — это два очень разных предложения. Использование добавки, уменьшающей усадку, или добавки, уменьшающей образование трещин, позволяет уменьшить усадку при высыхании и контролировать ширину трещин без снижения содержания воды до таких низких уровней, что бетон становится чрезмерно липким.Успешная разработка бетонных смесей с низкой усадкой требует хорошего взаимодействия между инженером, подрядчиком и производителем бетона, чтобы можно было выполнить все требования к характеристикам.

Список литературы

1. Lerch, W. «Пластическая усадка». Труды журнала ACI, т.
   53, вып. 8, февраль 1957 г., стр. 797-802.
2. ACI 305R-10. «Бетонирование в жаркую погоду», Американский институт бетона
   , 2010 г.
3. Невилл, А. Свойства бетона.4-е изд., John Wiley & Sons,
   1996, стр. 844.
4. Mehta, P.K. Бетон — структура, свойства и материалы.
   Прентис-Холл, 1986, стр. 450.
5. Миндесс, С., Дж. Ф. Янг и Д. Дарвин. Конкретный. 2-е изд., Pearson
   Education, 2003, стр. 644.
6. ASTM C 157 / C 157M, «Стандартный метод испытания на изменение длины
   затвердевшего гидравлического цементного раствора и бетона». Ежегодный свод стандартов ASTM
   , т. 04.02, ASTM International, 2008.
7. Косматка, с.Х., М.Л. Уилсон. Проектирование и контроль бетонных смесей
   . 15-е изд., Портлендская цементная ассоциация, 2011 г., стр. 444.
8. Lea, F.M. Химия цемента и бетона. 1-е американское издание
   , Chemical Publishing Company, 1971, стр. 727.
9. ACI 212.3R-10. «Отчет о химических добавках для бетона».
   Американский институт бетона, 2010 г.
10. Perenchio, W.F., D. A. Whiting, and D. L. Kantro. «Вода
    Уменьшение, потеря оседания и увлеченные воздушно-пустотные системы как
    под влиянием суперпластификаторов.Суперпластификаторы в бетоне,
    SP-62, Американский институт бетона, 1979, стр. 137-155.
11. Lane, R.O., and J. F. Best. «Лабораторные исследования влияния суперпластификаторов
    на инженерные свойства простого бетона и бетона из золы-уноса
    ». Суперпластификаторы в бетоне, SP-62, Американский институт бетона
    , 1979, стр. 193-207.
12. Nmai, C.K., R. Tomita, F. Hondo, and J. Buffenbarger.
    «Добавки, уменьшающие усадку». Concrete International, т.
    20, вып.4, апрель 1998 г., стр. 31–37.
13. Nmai, C.K., D. Vojtko, S. Schaef, E.K. Аттиогбе и М.А.Бери.
    «Добавка, уменьшающая образование трещин». Concrete International, т. 36, нет.
    1, январь 2014 г., стр. 53–57.
14. Бенц, Д. «Влияние добавок, уменьшающих усадку, на ранние свойства цементных паст
    ». Журнал Advanced
    Concrete Technology, вып. 4, вып. 3, октябрь 2006 г., стр. 423-429.
15. Трокселл, Г. Э., Дж. М. Рафаэль и Р. Э. Дэвис. «Длительные испытания на ползучесть
    и усадку простого и железобетона.”
    Труды ASTM, vol. 58, 1958, с. 1101–1120.

Гидратационные характеристики оксида циркония, замененного портландцементом, для использования в качестве материала для заполнения корневых каналов

Задача: Оксид циркония можно добавлять в стоматологические материалы, делая их достаточно рентгеноконтрастными. Таким образом, его можно использовать для замены оксида висмута в минеральном триоксидном агрегате (МТА).Замена портландцемента на 30% оксида циркония, смешанного с соотношением вода / цемент 0,3, привела к получению материала с адекватными физическими свойствами. Это исследование было направлено на изучение микроструктуры, pH и выщелачивания физиологического раствора портландцемента, заменившего оксид циркония при соотношении вода-порошок или вода-цемент 0,3 для использования в качестве материала для заполнения корня. Были оценены характеристики гидратации материалов, показавших оптимальное поведение.

Методы: Портландцемент, замененный оксидом циркония в различных количествах от 0 до 50% с шагом 10, был приготовлен и разделен на два набора.Один комплект был приготовлен при постоянном соотношении вода / цемент, а другой — при постоянном соотношении вода / порошок 0,3. Портландцемент и МТА использовали в качестве контроля. Материалы анализировали под растровым электронным микроскопом (SEM) и определяли продукты гидратации. Для анализа элементного состава продуктов гидратации использовали рентгеновский энергодисперсионный анализ (EDX). Оценивали pH и количество фильтрата в сбалансированном солевом растворе Хэнка (HBSS). Был выбран материал с оптимальными свойствами, который удовлетворял установленным критериям и мог заменить MTA.Микроструктуру материала-прототипа и портландцемента, использованного в качестве контроля, оценивали через 30 дней с помощью SEM, и строили диаграммы атомных соотношений Al / Ca по сравнению с Si / Ca и S / Ca по сравнению с Al / Ca.

Полученные результаты: Продуктами гидратации портландцемента, замененного на 30% оксида циркония, смешанного при соотношении вода / цемент 0,3, были гидрат силиката кальция, гидроксид кальция и минимальные количества эттрингита и моносульфата.Выщелачивание гидроксида кальция в растворе HBSS привело к увеличению значения pH. Оксид циркония действует как инертный наполнитель и не вступает в реакцию с побочными продуктами гидратации портландцемента.

Значение: Прототип стоматологического материала, состоящего из портландцемента, замененного на 30% оксида циркония, поскольку радиопуститель выщелачивал ионы кальция при гидратации, которые вступали в реакцию с фосфатами, присутствующими в смоделированных тканевых жидкостях.В результате был получен биоактивный цемент, который в перспективе можно было бы использовать в качестве материала для пломбирования корня. Оксид циркония действует как инертный наполнитель и не участвует в реакции гидратации портландцемента.

Производители цемента разрабатывают план по сокращению выбросов CO2

Одна из крупнейших в мире отраслей — и ведущий производитель выбросов парниковых газов — может, наконец, предпринять шаги по борьбе с изменением климата.

Всемирная цементная ассоциация недавно провела свой первый в истории глобальный форум по изменению климата, на котором лидеры отрасли и ученые обсудили стратегии сокращения выбросов углекислого газа в отрасли.Это поможет разработать план действий по борьбе с изменением климата, который АВП намеревается выпустить в сентябре, направленный на определение путей производства низкоуглеродистого цемента.

«Глобальный форум по изменению климата ясно показал важность стимулирования инноваций, если мы хотим иметь хоть какую-то надежду на достижение парижских климатических целей», — сказал Бернар Матье, директор программы по изменению климата АВП.

В то время как отрасли всех видов изучают способы уменьшения своего углеродного следа, цементная промышленность — как бы неприглядно это ни звучало — является одной из наиболее важных сторон, желающих присоединиться к дискуссии.

Цемент — это наиболее широко используемый из существующих искусственных материалов — он образует бетон при смешивании с водой и используется при строительстве всего: от зданий и мостов до дорог и тротуаров и всех видов другой инфраструктуры.

Но хотя цемент во многом сформировал современную застроенную среду, он также является огромным источником углекислого газа в атмосферу. По оценкам Международного энергетического агентства, на его долю в одиночку приходится около 7 процентов всех глобальных выбросов углерода.Это делает ее вторым по величине промышленным эмитентом в мире, уступая только черной металлургии.

Этой проблеме часто уделяется мало внимания общественности. Но беспокойство среди ученых растет. По некоторым оценкам, по мере роста мирового населения к 2050 году производство цемента может вырасти на целых 23 процента. И некоторые эксперты предполагают, что, если промышленность существенно не сократит свои выбросы, это может поставить под угрозу глобальные климатические цели Парижского соглашения.

В апрельском отчете МЭА и отраслевой инициативы Cement Sustainability Initiative отмечается, что отрасль в ее нынешнем виде несовместима с траекториями, которые позволили бы миру достичь целевой температуры в 2 градуса Цельсия. Достижение этой цели, как предполагается в отчете, «предполагает значительно большие усилия по сокращению выбросов от производителей цемента».

Гонка за решениями

Портландцемент

— наиболее широко используемый тип цемента во всем мире и продукт, указанный во многих современных строительных нормах — был запатентован почти 200 лет назад и стал важным компонентом строительной среды.По словам Гаурава Сэнта, профессора гражданской и экологической инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, с тех пор в производственном процессе мало что изменилось.

«Произошли улучшения в эффективности процессов, но в целом это не так уж и много», — сказал он E&E News.

Это большая проблема для климата, потому что в процессе выделяется большое количество углекислого газа. Огромный углеродный след отрасли отчасти объясняется ее высокими потребностями в топливе, которые в основном удовлетворяются за счет ископаемого топлива.Но более половины его выбросов — а по некоторым оценкам, возможно, до двух третей — на самом деле происходит от самого процесса химического производства, в результате которого выделяется большое количество углекислого газа в качестве побочного продукта.

Портландцемент производится в основном из известняка, типа горной породы, состоящей в основном из химического соединения, называемого карбонатом кальция. По словам эксперта по гражданской и экологической инженерии Клэр Уайт из Принстонского университета, для производства липкого связующего цемента известняк должен быть нагрет до высоких температур — около 1500 ° C.

Сам по себе интенсивный процесс нагрева, отметила она, требует огромного количества топлива. Но это также вызывает химическое разложение известняка, оставляя после себя соединение, называемое оксидом кальция, которое используется в конечном цементном продукте, выделяя углекислый газ в атмосферу.

Специальная формула, используемая для цемента, и тот факт, что она оставалась неизменной в течение столь долгого времени, делает отрасль необычайно сложной, когда дело доходит до борьбы с изменением климата. В комментарии, опубликованном в прошлом месяце в журнале Science , оценивались различные услуги и процессы, которые «трудно обезуглерожить».В нем отмечается, что решение проблемы цемента не имеет единого решения — для этого потребуются различные подходы, включая серьезные изменения как в используемых материалах, так и в самом производственном процессе.

В последние годы проблема привлекла внимание крупных международных организаций, некоторые из которых в настоящее время консультируют промышленность о способах сокращения выбросов углекислого газа. В апрельском отчете МЭА содержалась дорожная карта по низкоуглеродным технологиям, направленная на сокращение выбросов цементной промышленности на 24 процента к 2050 году. В отчете излагаются различные стратегии, которые могут помочь в достижении этой цели — все, от альтернативных видов топлива до технологий улавливания углерода и новых химических рецептов для сам цементный продукт.

Исследовательские группы по всему миру уже занимаются многими из этих проблем. Некоторые группы работают над химическими формулами, которые уменьшили бы количество «клинкера» — вещества, которое требует нагревания известняка, — который попадает в цемент.

Уайт, инженер из Принстона, возглавляет университетскую группу по устойчивому производству цемента, которая работает над способами полного устранения потребности в клинкере. Она отметила, что для производства цементоподобных продуктов вместо этого можно использовать другие вещества, в том числе переработанные побочные продукты из других отраслей, такие как стальной шлак, летучая зола от угольных предприятий или определенные типы глин.Обработка этих веществ специальными химическими соединениями, известными как щелочи, «может сделать порошки реактивными, — сказал Уайт, — и мы можем сформировать аналогичные строительные блоки на молекулярном уровне по сравнению с бетоном из портландцемента».

Тем не менее, есть некоторые споры о том, сколько именно углерода связано с активированными щелочами цементами, добавила она, что иногда затрудняет сравнение с портландцементом. Это частично зависит от того, какой именно тип источников щелочи и в каком количестве используется в процессе, и как далеко должны быть отправлены материалы.По некоторым оценкам, эта практика может снизить выбросы на 40–80 процентов по сравнению с портландцементом, сказал Уайт.

Другие исследователи используют другую тактику. Сант, инженер Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, участвует в исследовательской группе, разрабатывающей продукт, который они назвали «CO2NCRETE». Этот процесс основан на «повторном использовании углерода» — использовании выбросов CO2, улавливаемых промышленной деятельностью, для производства цементоподобного и потенциально углеродно-нейтрального строительного материала. Сант говорит, что процесс CO2NCRETE уникален тем, что он позволяет использовать уловленные выбросы углерода как есть, без необходимости дополнительной обработки.

Другие эксперты отметили, что бетон естественным образом поглощает углекислый газ. Это медленный процесс, но в течение десятилетий он может поглотить значительную часть выбросов, которые он выбрасывает в атмосферу, в первую очередь в результате процесса нагрева известняка.

В статье, опубликованной в 2016 году в журнале Nature Geoscience , говорится, что бетон в мире поглощает около 43 процентов этих исходных выбросов. Сэнт отметил, что есть несколько способов ускорить или усилить этот процесс поглощения — это область, на которой сосредоточена его собственная исследовательская группа.

Стивен Дэвис, специалист по земным системам из Калифорнийского университета в Ирвине, один из авторов статьи Nature Geoscience , а также комментария Science на прошлой неделе, отметил, что способность бетона к поглощению подразумевает, что могут быть способы сделать производство цемента отрицательным для углерода.

Если бы все предприятия по производству цемента были оснащены, например, технологиями улавливания и хранения углерода, то значительный объем выбросов, производимых на месте, мог бы не попасть в атмосферу.Позже полученный бетон будет впитывать еще больше углекислого газа, что в конечном итоге может привести к «чистому выбросу из атмосферы», — сказал он E&E News.

В то время как различные исследовательские группы фокусируются на разных подходах, технологическая дорожная карта МЭА предполагает, что достаточно быстрое сокращение выбросов для достижения глобальных климатических целей потребует множества совместных стратегий. По мнению Уайта, это, вероятно, самый удачный подход.

«Могут быть лидеры в том, что может помочь или что мы можем использовать в ближайшем будущем, но это не значит, что нам не следует искать более инновационные материалы в будущем», — сказала она.«Это не просто одна технология, на которую нам нужно обратить внимание, чтобы бороться с проблемами устойчивости, связанными с бетонной промышленностью».

Впереди долгая дорога

Несмотря на растущий интерес к исследованиям и разработкам, существуют препятствия для внедрения решений. Одна из них — отсутствие политических стимулов, чтобы убедить производителей цемента инвестировать в новые технологии.

«Что касается крупных производителей, мне не ясно, насколько это большой приоритет», — сказал Дэвис.«У меня еще нет ощущения, что они считают, что это рынок для потенциальных сбоев».

Ограничения на выбросы или системы установления цен на выбросы углерода — одни из наиболее часто обсуждаемых решений. Тем не менее, даже там, где такие рамки существуют, могут возникнуть проблемы.

В прошлом Система торговли выбросами Европейского Союза подвергалась критике за предоставление бесплатных квот на выбросы углерода крупным загрязнителям, включая производителей цемента. В недавнем отчете CDP, британской организации, которая выступает за прозрачность воздействия корпораций на окружающую среду, отмечалось, что «углеродное регулирование для этого сектора остается мягким, при этом сектор в Европе продолжает получать выгоду от бесплатных излишков квот.В отчете высказывается предположение, что цены на углерод, возможно, потребуется вырасти в три-шесть раз, чтобы стимулировать внедрение улавливания углерода и других инновационных технологий.

Есть и другие проблемы. Сант отметил, что цементная промышленность — очень консервативный сектор, и не без оснований. Строительство основной инфраструктуры, такой как здания и мосты, вызывает большие опасения по поводу безопасности и большое беспокойство по поводу внедрения новых, менее проверенных материалов.

«Поскольку мы использовали этот материал столько, сколько у нас есть, он вызывает большое доверие пользователей», — сказал Сант.Это могло сделать отрасль более устойчивой к инновациям, чем другие.

Государственные регулирующие органы могут быть столь же консервативными, когда дело касается строительных норм. По словам Уайта, в США, Европе и многих других развитых странах эти коды обычно основаны на химии портландцемента. Использование другого продукта для строительного проекта, вероятно, потребует одобрения соответствующего регулирующего органа, что не всегда может быть легко получить.

«В этой области ведется активная работа, чтобы попытаться предоставить информацию, необходимую организациям, занимающимся кодексами, о том, как они могли бы дополнить коды, чтобы обеспечить больше инноваций в строительных материалах», — сказала она.Это означает, что есть потребность в новых идеях о том, как снизить выбросы в отрасли, при этом показывая, что эти новые продукты безопасны.

В то время как интерес к исследованиям растет, в частном секторе пока наблюдается прогресс, но он может быть медленным.

В недавнем отчете

CDP была проведена оценка готовности 13 крупнейших мировых цементных компаний к переходу на низкоуглеродные технологии. Это говорит о том, что выбросы компаний сокращаются в среднем примерно на 1 процент в год.Но в нем отмечается, что этого вряд ли достаточно, чтобы идти в ногу с траекториями, соответствующими целевому показателю климата 2 ° C. В отчете также указывается, что доля инвестиций в исследования и разработки в продажах невысока по сравнению с другими отраслями.

Тем не менее, недавний форум Всемирной цементной ассоциации по изменению климата может свидетельствовать о том, что промышленность начинает настаивать на дополнительных действиях. А разнообразие подходов, которые изучают эксперты, могут облегчить дорогу.