Чем отличается марка от класса бетона: Чем отличаются марки и классы бетона

Класс бетона и марка бетона: классификация , таблица, фото

Для различных областей строительных работ требуется применение бетонных составов, наделенных теми или иными свойствами. При этом конкретные характеристики зависят от того, к какой марке и классу принадлежит используемый материал. Разобраться с этими терминами и их соотношением вам поможет наша статья.

Класс и марка смеси

Виды марок бетона

Соответствие марки бетона классу и их технические параметры

Классификация бетона по маркам основана на следующих свойствах изделий:

• прочность на сжатие – данный параметр указывает на предел нагрузки, измеряемой в кг/см², которую способен выдержать образец объемом 15 см² на 28 день после своей заливки;
• прочность на растяжение – предел нагрузки (кгс/см²) на образец объемом 20 см² , после которого следует его разрушение;
• морозостойкость – количество циклов замораживания-оттаивания, не приводящее к уменьшению прочности и растрескиванию материала;
• водонепроницаемость – количество циклов увлажнения-высыхания, при котором свойства изделия не ухудшаются.

В соответствии с вышеизложенными критериями выделяют марки по прочности, обозначаемые буквой «М», по морозостойкости – «F», а по водонепроницаемости – литерой «W».

Класс бетона и его отличие от марки

С 1 января 1986 года в строительном проектировании на смену понятию «марка» пришел термин «класс бетона». Указанное изменение вступило в силу в связи с принятием СНиП под номером 2.03.01-84.

Прежде чем обсуждать соответствие марки и класса бетона, давайте определимся с тем, чем же все-таки отличаются эти два параметра. Дело в том, что первая величина устанавливает усредненные технические показатели изделия, а вторая — гарантирует определенный уровень прочности бетонного материала.

Так, для гидротехнических конструкций гарантированная обеспеченность прочности должна составлять 90%, для остальных объектов – 95%. Это означает, что указанная характеристика соблюдается, соответственно, в 90 и 95 случаях из 100. Обозначается класс буквой «В».

Определить, какая марка бетона соответствует классу бетона можно с помощью специальной таблицы. Она приведена ниже.

Наглядная таблица класса бетона и марки бетона

Кроме того, соотношение класса и марки данного изделия может быть вычислено по следующей формуле: В= R*(1-t*V), в которой:

• В — класс состава, имеющий гарантированную обеспеченность равную 95%;
• R – средний показатель прочности материала. Так, у марки М250 этот параметр составляет около 250кгс/см²;
• t – коэффициент Стьюдента. Он равен 1,64. Его применение необходимо для обеспечения гарантированной прочности, равной 95%;
• V – это обозначение коэффициента вариации прочности. Он необходим для того, чтобы осуществить перевод марки бетона в класс бетона. Для пористых и тяжелых бетонных конструкций данный показатель составляет 0,135.

Отдельные виды марок

Мы рассмотрели классификацию, а также вопрос о том, чем отличается марка бетона от класса бетона. Теперь поговорим об отдельных видах марок.

Марки бетона по прочности

Они имеют диапазон от М50 до М1000. Такая маркировка в первую очередь говорит о среднем показателе прочности на сжатие, измеряемом в кгс/см². Кроме того, данное обозначение указывает на применяемые марки цемента, объемное соотношение компонентов раствора и время его твердения. Убедиться в этом вам помогут размещенные ниже таблицы.

Применяемые марки цемента и сроки твердения готового раствора

Объемные доли компонентов раствора

Как уже говорилось ранее, каждой марке материала соответствует свой класс прочности. Таблица марки бетона и класса бетона уже приводилась ранее, и останавливаться мы на ней не будем.

Обсудим иной вопрос – как проверяется прочность. Такая проверка может быть произведена исключительно в лабораторных условиях. Для этого используется опытный образец, помещаемый под специальный пресс. Могут быть применены и иные методы, такие как ударный импульс или ультразвуковой способ.

Совет!
Возводимые своими руками конструкции должны обладать запасом прочности.
Дело в том, что применяемые бетонные смеси, несмотря на одну и ту же марку, могут иметь разные технические характеристики.
Это происходит из-за нарушений технологии создания раствора.

Марки бетона по морозостойкости

Морозостойкость является важным фактором, от которого зависит качество. Особенно это важно в случае с постройками, возводимыми в северных регионах.

Влага, попадая на такие изделия, проникает в их структуру. После своего замерзания она увеличивается в объеме, чем наносит повреждения конструкции. Из-за таких циклов замерзания-оттаивания у бетонов, имеющих низкую морозостойкость, серьезно уменьшается несущая способность, и появляются внешние разрушения.

На фото – разрушения материала из-за низкой морозостойкости

Данное свойство может быть повышено благодаря добавлению в раствор специальных химических веществ. К ним относятся лигносульфонаты, суперпластификаторы и модификаторы, которые засыпаются в смесь в том объеме, который устанавливает прилагаемая к ним инструкция.

Повышение морозостойкости благодаря химическим добавкам

По названному свойству выделяется ряд категорий. Их диапазон составляет от F50 до F1000. Число в маркировке обозначает количество циклов оттаивания-замерзания, при котором не происходит ухудшения качества конструкции.

Марки бетона по водонепроницаемости

Водонепроницаемостью называется способность изделия сопротивляться негативному воздействию воды, происходящему в процессе циклов увлажнения-высыхания. Вычисляется данный показатель исходя из изменения прочности изделия после определенного количества циклических воздействий влаги. За основу берется соотношение между его изначальной и конечной прочностью.

Вывод

Марка бетона устанавливает усредненные технические показатели этого материала. В отличие от нее, класс гарантирует на уровне 90-95% соблюдение требуемых свойств изделия.

Выделяют марку смеси по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Это основная классификация бетона марки в нее входящие обозначаются, соответственно, буквами M, F и W и имеют различные диапазоны значений.

Больше информации по данным вопросам вы сможете почерпнуть из видео в этой статье.

Добавить в избранное Версия для печати

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

Класс и марка бетона по прочности на сжатие: характеристики, таблица соответствия

Главная » Характеристики и свойства бетона

Строительство потребляет огромный объем бетона, и он постоянно растет. Для каждого вида работ предназначается своя смесь, они отличаются составом, техническими характеристиками, ценой. Основными параметрами являются класс бетона и его марка – показывающие прочность состава после его полного отвердевания.

Классификация бетонных смесей нужна, чтобы определить их назначение в конкретном виде работ. При необходимости учитываются водостойкость, морозостойкость и другие свойства, определяющие долговечность конструкций из этого материала.

Содержание

1. Что означает марка бетона?
2. Что такое класс?
3. Соответствие марки и класса
4. Характеристики и применение разных марок

Что означает марка бетона?

Марки бетона определяются по прочности на сжатие, они показывают, какую нагрузку выдерживает до разрушения образец на площади 1 см², обозначается буквой «М» с индексом. Например, М200 выдерживает нагрузку в 200 кг/см². Этот показатель зависит от соотношения основных компонентов, а также способа приготовления раствора, где учитываются:

• Цемент должен быть как можно более высокой марки, при изготовлении полностью выдерживается соотношение компонентов;
• Излишки воды в растворе приводят к избыточной пористости, ухудшая характеристики состава;
• Заполнители – песок и щебень, должны быть равномерной фракции, без пыли, глины, органических и других включений;
• Все составляющие должны тщательно перемешиваться для обеспечения однородности смеси;
• Идеальная температура, при которой проходит затвердевание – около 20°С, чтобы обеспечить гидратацию цемента при отрицательных температурах в состав вводят добавки.

График зависимости расхода цемента М400 (1) и М500 (2) от прочности

Чтобы подобрать материал для строительства нужно знать, какие марки бетона бывают. Согласно СП 63.13330.2012, ГОСТ 7473-2010 этот показатель может изменяться от М100 до М500. Также существуют смеси, с узким диапазоном применения. Расшифровка маркировки бетонных растворов позволяет определить пропорции компонентов, которые в них входят. Для этого используются специальные таблицы. В зависимости от характеристик определяется стоимость материала. Чем выше марка, тем дороже будет раствор.

Что такое класс?

Класс бетона – гарантированная по прочности на сжатие нагрузка, которая им выдерживается, измеряется в МПа (мегапаскалях). Эта характеристика введена, чтобы уточнить свойства застывшего раствора, поскольку для одной марки они могут разниться. Этот параметр позволяет определить его фактическую прочность, так как рассчитывается для случаев, когда она будет подтверждаться не менее чем в 95%.

Класс бетона по прочности обозначается символом «В» с индексами от 5 до 60, которые показывают значение давления в мегапаскалях, выдерживаемого материалом до разрушения. Этот показатель соотносится с маркой, более привычной для строителей.

Соответствие марки и класса

При строительстве зданий или других объектов, нужно уметь разбираться в соотношении марок и классов применяемого бетона, что позволит исключить ошибки. Классы и марки заносятся в таблицы, которые можно найти в специализированной литературе.

Необходимо учитывать, что марочная прочность бетона допускает отклонения. Например, у М150 может быть устойчивость давлению в МПа В10 и В12,5, поэтому эта характеристика считается точнее. Иногда классы и марки современного бетона по его прочности определяются как допустимые параметры снижения качества раствора при сохранении технических и эксплуатационных характеристик. На это влияют пропорции и взаимосвязи компонентов раствора, рекомендуемых для изготовления согласно ГОСТ. Например, для смеси со средним показателем прочности М250 или В20 требуется соотношение цемента, песка и щебня по массе 1:4,6:7,0.

Характеристики и применение разных марок

Подбирая марку бетона и соответствующий ей класс бетона, необходимо понимать, где они будут применяться. Учитываются нагрузка на конструкцию, условия, где эксплуатируются здания и сооружения, другие сопутствующие факторы.

В проектной документации чаще указывается показатель В, как более точный параметр.

Кроме того, учитываются водонепроницаемость (W) и морозоустойчивость (F). Образец материала, водонепроницаемостью W2 и морозоустойчивостью F50 соответствует раствору М100-М150.

Основные области применения марок бетона, их характеристики:

• М100 – тощие растворы, используется при устройстве дренажей, тонких стяжек, подготовке основания под фундамент;
• М150 – легкий бетон, применяется для бордюров, пешеходных дорожек, стяжек;
  М200 – подходит для стяжки пола, строительства подпорных элементов, фундаментов под одноэтажные здания;
• М250 – популярна в частном строительстве, обладает достаточной прочностью для возведения частных домов;
• М300 – повышенная устойчивость, применяется для производства дорожных плит, лестничных маршей;
• М350 – необходима при строительстве многоэтажных зданий и высотных сооружений, производства перекрытий с пустотами, устройства бассейнов, взлетно-посадочных полос, других объектов с повышенной нагрузкой;
• М400 – сверхтяжелый раствор для промышленных зданий, возведения основ под сооружения на болотистых и влажных грунтах;
• М450-М500 – применяются для строительства гидротехнических объектов, тоннелей, мостов и других спецсооружений.

Несмотря на то, что марка — менее точный показатель, чем класс, именно она считается главным показателем прочности.

 

Рейтинг

( 2 оценки, среднее 3 из 5 )

0 11 774 просмотров

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

The History of Concrete — InterNACHI®

by Nick Gromicko, CMI® and Kenton Shepard

Период времени, в течение которого был впервые изобретен бетон, зависит от того, как интерпретируется термин «бетон». Древние материалы представляли собой сырой цемент, полученный путем дробления и обжига гипса или известняка. Известь также относится к измельченному, обожженному известняку. Когда к этим цементам добавили песок и воду, они превратились в раствор, похожий на гипс, используемый для склеивания камней друг с другом. На протяжении тысячелетий эти материалы совершенствовались, комбинировались с другими материалами и в конечном итоге превратились в современный бетон.

Современный бетон изготавливается из портландцемента, крупных и мелких заполнителей из камня и песка и воды. Добавки представляют собой химические вещества, добавляемые в бетонную смесь для контроля ее свойств схватывания и используемые в основном при укладке бетона в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры, ветреная погода и т. д.

Предшественник бетона был изобретен примерно в 1300 г. до н.э., когда Средний Восточные строители обнаружили, что, когда они покрывали свои глиняные крепости и стены домов снаружи тонким влажным слоем обожженного известняка, он вступал в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность. Это был не бетон, но это было началом разработки цемента.

Ранние цементные композиционные материалы обычно включали измельченный раствор, обожженный известняк, песок и воду, которые использовались для строительства из камня, в отличие от отливки материала в форму, которая, по сути, используется в современном бетоне с формой. бетонные формы.

Являясь одним из ключевых компонентов современного бетона, цемент существует уже давно. Около 12 миллионов лет назад на территории современного Израиля в результате реакции между известняком и горючим сланцем в результате самовозгорания образовались естественные залежи. Однако цемент не является бетоном. Бетон — композитный строительный материал, и ингредиенты, одним из которых является цемент, со временем менялись и меняются даже сейчас. Эксплуатационные характеристики могут изменяться в зависимости от различных сил, которым должен противостоять бетон. Эти силы могут быть постепенными или интенсивными, они могут исходить сверху (гравитация), снизу (пучение почвы), сбоку (боковые нагрузки), или они могут принимать форму эрозии, истирания или химического воздействия. Ингредиенты бетона и их пропорции называются проектной смесью.

Раннее использование бетона

Первые похожие на бетон сооружения были построены набатейскими торговцами или бедуинами, которые оккупировали и контролировали ряд оазисов и создали небольшую империю в регионах южной Сирии и северной Иордании примерно в 6500 г. до н.э. . Позже они обнаружили преимущества гидравлической извести, то есть цемента, который затвердевает под водой, и к 700 г. до н.э. построили печи для приготовления раствора для строительства домов из бутового камня, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн. Цистерны держались в секрете и были одной из причин, по которой набатеи смогли процветать в пустыне.

При изготовлении бетона жители Набатеи понимали, что смесь должна быть как можно более сухой или с малой осадкой, так как избыток воды приводит к образованию пустот и слабых мест в бетоне. Их строительные методы включали утрамбовку свежеуложенного бетона специальными инструментами. В процессе трамбовки образовалось больше геля, который представляет собой связующий материал, образующийся в результате химических реакций, происходящих во время гидратации, которые связывают частицы и объединяются вместе.

Древнее здание Набатеи

Как и римляне 500 лет спустя, у набатеев был местный материал, который можно было использовать для придания водостойкости цементу. На их территории находились крупные поверхностные залежи мелкозернистого кварцевого песка. Подземные воды, просачивающиеся через кремнезем, могут превратить его в пуццолановый материал, представляющий собой песчаный вулканический пепел. Чтобы сделать цемент, набатеи обнаружили залежи, собрали этот материал и смешали его с известью, а затем нагрели в тех же печах, которые они использовали для изготовления своей керамики, поскольку целевые температуры находились в том же диапазоне.

Примерно к 5600 г. до н.э. вдоль реки Дунай на территории бывшей страны Югославии были построены дома с использованием бетона для полов.

Египет

Около 3000 г. до н.э. древние египтяне использовали глину, смешанную с соломой, для изготовления кирпичей. Грязь с соломой больше похожа на саман, чем на бетон. Тем не менее, они также использовали гипсовые и известковые растворы при строительстве пирамид, хотя большинство из нас думает о растворе и бетоне как о двух разных материалах. Для Великой пирамиды в Гизе потребовалось около 500 000 тонн раствора, который использовался в качестве подстилки для облицовочных камней, образующих видимую поверхность готовой пирамиды. Это позволило каменщикам вырезать и устанавливать облицовочные камни с раскрытием швов не шире 1/50 дюйма.

Камень для облицовки пирамиды

Китай

Примерно в это же время северные китайцы использовали форму цемента при строительстве лодок и Великой Китайской стены. Спектрометрические испытания подтвердили, что ключевым ингредиентом раствора, использованного при строительстве Великой китайской стены и других древних китайских построек, был клейкий клейкий рис. Некоторые из этих построек выдержали испытание временем и выдержали даже современные попытки сноса.

Рим

К 600 г. до н.э. греки открыли природный материал пуццолан, который проявлял гидравлические свойства при смешивании с известью, но греки не были так плодовиты в строительстве из бетона, как римляне. К 200 г. до н.э. римляне очень успешно строили из бетона, но это не было похоже на бетон, который мы используем сегодня. Это был не пластичный, текучий материал, разлитый по формам, а скорее сцементированный щебень. Римляне строили большую часть своих построек, складывая камни разного размера и вручную заполняя промежутки между камнями раствором. Наземные стены были облицованы как внутри, так и снаружи глиняными кирпичами, которые также служили формами для бетона. Кирпич практически не имел структурной ценности, и его использование было в основном косметическим. До этого времени и в большинстве мест того времени (включая 95% Рима), обычно используемые растворы представляли собой простой известняковый цемент, который медленно затвердевал в результате реакции с переносимым по воздуху углекислым газом. Истинная химическая гидратация не происходила. Эти минометы были слабыми.

Для более грандиозных и искусных построек римлян, а также для их наземной инфраструктуры, требующей большей прочности, они делали цемент из естественно реактивного вулканического песка под названием harena fossicia . Для морских сооружений и сооружений, подверженных воздействию пресной воды, таких как мосты, доки, ливневые стоки и акведуки, они использовали вулканический песок, называемый пуццуоланой. Эти два материала, вероятно, представляют собой первое крупномасштабное использование действительно цементного вяжущего. Поццуолана и harena fossicia вступает в химическую реакцию с известью и водой для гидратации и затвердевания в камнеподобную массу, которую можно использовать под водой. Римляне также использовали эти материалы для строительства больших сооружений, таких как римские бани, Пантеон и Колизей, и эти сооружения стоят до сих пор. В качестве примесей они использовали животный жир, молоко и кровь — материалы, отражающие очень примитивные методы. С другой стороны, помимо использования природного пуццолана, римляне научились производить два типа искусственного пуццолана — кальцинированную каолинитовую глину и кальцинированные вулканические камни, — что, наряду с впечатляющими строительными достижениями римлян, свидетельствует о высоком уровне технического совершенства для того времени.

Пантеон

Построенный римским императором Адрианом и завершенный в 125 году нашей эры, Пантеон имеет самый большой неармированный бетонный купол из когда-либо построенных. Купол имеет диаметр 142 фута и имеет 27-футовое отверстие, называемое окулусом, на вершине, которая находится на высоте 142 фута над полом. Он был построен на месте, вероятно, начиная с внешних стен и наращивая все более тонкие слои, продвигаясь к центру.

Наружные стены фундамента Пантеона имеют ширину 26 футов и глубину 15 футов и сделаны из пуццоланового цемента (известь, активный вулканический песок и вода), утрамбованного поверх слоя плотного каменного заполнителя. То, что купол все еще существует, является чем-то вроде счастливой случайности. Оседание и движение в течение почти 2000 лет, а также случайные землетрясения создали трещины, которые в обычных условиях ослабили бы структуру настолько, что к настоящему времени она должна была бы рухнуть. Внешние стены, поддерживающие купол, содержат семь равномерно расположенных ниш с камерами между ними, которые выходят наружу. Эти ниши и камеры, первоначально предназначенные только для минимизации веса конструкции, тоньше, чем основные части стен, и действуют как контрольные соединения, которые контролируют расположение трещин. Напряжения, вызванные движением, снимаются трещинами в нишах и камерах. Это означает, что купол в основном поддерживается 16 толстыми структурно прочными бетонными колоннами, образованными частями наружных стен между нишами и камерами. Другим методом экономии веса было использование очень тяжелых заполнителей с низкой структурой и использование более легких и менее плотных заполнителей, таких как пемза, высоко в стенах и в куполе. Стенки также сужаются по толщине, чтобы уменьшить вес выше.

Римские гильдии

Еще одним секретом успеха римлян было использование ими торговых гильдий. У каждого ремесла была гильдия, члены которой отвечали за передачу своих знаний о материалах, методах и инструментах ученикам и римским легионам. Помимо боевых действий, легионы обучались самодостаточности, поэтому их также обучали методам строительства и инженерии.

Технологические вехи

В Средние века бетонные технологии отстали. После падения Римской империи в 476 году нашей эры методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны до тех пор, пока обнаружение в 1414 году рукописей, описывающих эти методы, не возродило интерес к строительству из бетона.

Только в 1793 году технология сделала большой скачок вперед, когда Джон Смитон открыл более современный метод производства гидравлической извести для цемента. Он использовал известняк, содержащий глину, которую обжигали до тех пор, пока она не превращалась в клинкер, который затем измельчали ​​в порошок. Он использовал этот материал при исторической реконструкции маяка Эддистоун в Корнуолле, Англия.

 

Версия Смитона (третья) Эддистоунского маяка, построенная в 1759 году. 

Через 126 лет он рухнул из-за эрозии скалы, на которой стоял.

 

 

Наконец, в 1824 году англичанин по имени Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, обжигая мелкоизмельченный мел и глину в печи до удаления углекислого газа. Он был назван «портландским» цементом, потому что он напоминал высококачественные строительные камни, найденные в Портленде, Англия. Широко распространено мнение, что Аспдин был первым, кто нагрел материалы из оксида алюминия и кремнезема до точки стеклования, что привело к плавлению. В процессе витрификации материалы становятся стеклоподобными. Аспдин усовершенствовал свой метод, тщательно смешивая известняк и глину, измельчая их в порошок, а затем сжигая смесь в клинкер, который затем измельчали ​​в готовый цемент.

Состав современного портландцемента

До того, как был открыт портландцемент, и в течение нескольких лет после этого использовались большие количества природного цемента, который производился путем обжига природной смеси извести и глины. Поскольку ингредиенты натурального цемента смешаны по своей природе, его свойства сильно различаются. Современный портландцемент производится в соответствии с подробными стандартами. Некоторые из многих соединений, обнаруженных в нем, важны для процесса гидратации и химических характеристик цемента. Он производится путем нагревания смеси известняка и глины в печи до температуры от 1300°F до 1500°F. До 30% смеси становится расплавленным, но остальная часть остается в твердом состоянии, подвергаясь химическим реакциям, которые могут быть медленными. В конце концов, смесь образует клинкер, который затем измельчают в порошок. Добавляется небольшое количество гипса, чтобы замедлить скорость гидратации и сохранить работоспособность бетона дольше. Между 1835 и 1850 годами впервые были проведены систематические испытания для определения прочности цемента на сжатие и растяжение, а также первые точные химические анализы. Только в 1860 году впервые был произведен портландцемент современного состава.

Печи

На заре производства портландцемента печи были вертикальными и стационарными. В 1885 году английский инженер разработал более эффективную печь, которая была горизонтальной, слегка наклонной и могла вращаться. Вращающаяся печь обеспечивала лучший контроль температуры и лучше смешивала материалы. К 1890 году на рынке доминировали вращающиеся печи. В 1909 году Томас Эдисон получил патент на первую длинную печь. Эта печь, установленная на цементном заводе Edison Portland Cement Works в Нью-Виллидж, штат Нью-Джерси, имела длину 150 футов. Это было примерно на 70 футов длиннее, чем печи, использовавшиеся в то время. Промышленные печи сегодня могут иметь длину до 500 футов.

Вращающаяся печь

Вехи строительства

Хотя были и исключения, в 19 ^-м -м веке бетон использовался в основном для промышленных зданий. Он считался социально неприемлемым в качестве строительного материала по эстетическим соображениям. Первое широкое использование портландцемента в жилищном строительстве было в Англии и Франции между 1850 и 1880 годами французом Франсуа Куанье, который добавил стальные стержни, чтобы предотвратить расползание наружных стен, а позже использовал их в качестве элементов изгиба. Первым домом, построенным из железобетона, был коттедж для прислуги, построенный в Англии Уильямом Б. Уилкинсоном в 1854 году. В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд построил первый железобетонный дом в США. Он до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Уорд усердно вел записи о строительстве, поэтому об этом доме известно очень много. Он был построен из бетона из-за страха его жены перед огнем, и, чтобы быть более приемлемым в обществе, он был спроектирован так, чтобы напоминать каменную кладку. Это было началом того, что сегодня представляет собой отрасль стоимостью 35 миллиардов долларов, в которой занято более 2 миллионов человек только в США.

Дом, построенный Уильямом Уордом, обычно называют замком Уорда.

В 1891 году Джордж Варфоломей залил первую бетонную улицу в США, и она существует до сих пор. Бетон, использованный для этой улицы, прошел испытания при давлении около 8000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно в два раза превышает прочность современного бетона, используемого в жилищном строительстве.

Корт-стрит в Беллефонтейне, штат Огайо, старейшая бетонная улица в США

К 1897 году Sears Roebuck продавала 50-галлонные бочки с импортным портландцементом по 3,40 доллара за штуку. Хотя в 1898 году производители цемента использовали более 90 различных формул, к 1900 году базовые испытания, если не методы производства, стали стандартизированными.

В конце 19 ^— века использование железобетона разрабатывалось более или менее одновременно немцем Г.А. Уэйсс, француз Франсуа Хеннебик и американец Эрнест Л. Рэнсом. Рэнсом начал строительство из армированного сталью бетона в 1877 году и запатентовал систему, в которой использовались скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном. Большинство построенных им сооружений были промышленными.

Компания Hennebique начала строить дома из армированной стали во Франции в конце 1870-х годов. Он получил патенты на свою систему во Франции и Бельгии и добился больших успехов, в конце концов построив империю, продавая франшизы в крупных городах. Он продвигал свой метод, читая лекции на конференциях и разрабатывая собственные стандарты компании. Как и Рэнсом, большинство построек, построенных Хеннебиком, были промышленными. В 1879 году компания Wayss купила права на систему, запатентованную французом Монье, который начал использовать сталь для укрепления бетонных цветочных горшков и контейнеров для растений. Wayss продвигал систему Wayss-Monier.

В 1902 году Огюст Перре спроектировал и построил многоквартирный дом в Париже, используя железобетон для колонн, балок и перекрытий. В здании не было несущих стен, но имелся элегантный фасад, что делало бетон более социально приемлемым. Здание вызвало всеобщее восхищение, и бетон стал более широко использоваться как архитектурный, так и строительный материал. Его дизайн оказал влияние на проектирование железобетонных зданий в последующие годы.

25 Rue Franklin в Париже, Франция

В 1904 году в Цинциннати, штат Огайо, было построено первое бетонное высотное здание. Его высота составляет 16 этажей или 210 футов.

Здание Ингаллс в Цинциннати, штат Огайо

В 1911 году в Риме был построен мост Рисорджименто. Его длина составляет 328 футов.

Римский мост Рисорджименто

В 1913 году в Балтимор, штат Мэриленд, была доставлена ​​первая партия готовой смеси. Четыре года спустя Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов и технологий) и Американское общество испытаний и материалов (ныне ASTM International) установили стандартную формулу портландцемента.

В 1915 году Матте Трукко построил пятиэтажный автомобильный завод Fiat-Lingotti в Турине из железобетона. На крыше здания находился автомобильный испытательный трек.

 Автозавод Fiat-Lingotti в Турине, Италия

Эжен Фрейсине был французским инженером и пионером в использовании железобетонных конструкций. В 1921 году он построил два гигантских ангара с параболическими арками для дирижаблей в аэропорту Орли в Париже. В 1928 году он получил патент на предварительно напряженный бетон.

Ангар аэродинамического корабля в Параболике в аэропорту Орли в Париже, Франция

АНКАР Строительство

9004 . стойкость бетона к замерзанию и улучшение его удобоукладываемости. Вовлечение воздуха было важным достижением в повышении долговечности современного бетона. Воздухововлечение — это использование реагентов, которые при добавлении в бетон во время перемешивания создают множество пузырьков воздуха, которые чрезвычайно малы и расположены близко друг к другу, и большая часть из них остается в затвердевшем бетоне. Бетон затвердевает в результате химического процесса, называемого гидратацией. Чтобы произошла гидратация, бетон должен иметь минимальное водоцементное отношение 25 частей воды на 100 частей цемента. Вода, превышающая это соотношение, является избыточной водой и помогает сделать бетон более пригодным для укладки и отделки. По мере высыхания и затвердевания бетона лишняя вода испаряется, оставляя поверхность бетона пористой. В эти поры может попадать вода из окружающей среды, такой как дождь и таяние снега. Морозная погода может превратить эту воду в лед. Когда это происходит, вода расширяется, создавая небольшие трещины в бетоне, которые будут увеличиваться по мере повторения процесса, что в конечном итоге приводит к отслаиванию поверхности и износу, называемому отслаиванием. Когда бетон наполнен воздухом, эти крошечные пузырьки могут слегка сжиматься, поглощая часть напряжения, создаваемого расширением, когда вода превращается в лед. Вовлеченный воздух также улучшает удобоукладываемость, поскольку пузырьки действуют как смазка между заполнителем и частицами в бетоне. Захваченный воздух состоит из более крупных пузырьков, попавших в бетон, и не считается полезным.

Thin Shell

Опыт строительства из железобетона в конечном итоге позволил разработать новый способ строительства из бетона; метод тонкой оболочки включает строительные конструкции, такие как крыши, с относительно тонкой оболочкой из бетона. Купола, арки и сложные кривые обычно строятся с помощью этого метода, поскольку они имеют естественную прочную форму. В 1930 году испанский инженер Эдуардо Торроха спроектировал для рынка в Альхесирасе невысокий купол толщиной 3,5 дюйма и шириной 150 футов. Стальные тросы использовались для формирования натяжного кольца. Примерно в то же время итальянец Пьер Луиджи Нерви начал строительство ангаров для ВВС Италии, показанных на фото ниже.

Сборные ангары для ВВС Италии

Ангары были отлиты на месте, но в большинстве работ Нерви использовал сборный железобетон.

Вероятно, самым опытным человеком, когда дело дошло до строительства с использованием методов бетонных оболочек, был Феликс Кандела, испанский математик, инженер-архитектор, который практиковал в основном в Мехико. Крыша Лаборатории космических лучей в Университете Мехико была построена толщиной 5/8 дюйма. Его фирменной формой был гиперболический параболоид. Хотя здание, показанное на фотографии ниже, не было спроектировано Канделой, это хороший пример гиперболической параболоидной крыши.

Гиперболическая параболоидная крыша церкви в Боулдере, штат Колорадо ниже.

Сиднейский оперный театр в Сиднее, Австралия

Плотина Гувера

другие сооружения, связанные с плотиной. Имейте в виду, что это произошло менее чем через 20 лет после того, как была установлена ​​стандартная формула цемента.

Заполнение бетоном колонн плотины Гувера в феврале 1934 г. прохладно, а напряжения от выделяемого тепла и сжатия, происходящего при отверждении бетона, могут привести к растрескиванию и разрушению конструкции. Решение заключалось в том, чтобы залить плотину рядом блоков, которые образовывали колонны, причем некоторые блоки были размером до 50 квадратных футов и высотой 5 футов. Каждая секция высотой 5 футов имеет ряд труб диаметром 1 дюйм, через которые прокачивалась речная вода, а затем механически охлажденная вода для отвода тепла. Как только бетон перестал сжиматься, трубы заполнили цементным раствором. Образцы бетонного сердечника испытаны в 1995 показали, что бетон продолжает набирать прочность и имеет прочность на сжатие выше средней.

Верхняя сторона плотины Гувера показана во время первого заполнения построен. Он содержит 12 миллионов ярдов бетона. Раскопки потребовали удаления более 22 миллионов кубических ярдов грязи и камня. Чтобы уменьшить количество автомобильных перевозок, была построена конвейерная лента длиной 2 мили. В местах фундамента раствор закачивался в отверстия, пробуренные глубиной от 660 до 880 футов (в граните), чтобы заполнить любые трещины, которые могут ослабить землю под плотиной. Во избежание обрушения котлована от веса вскрыши в землю были вставлены 3-дюймовые трубы, по которым перекачивалась охлажденная жидкость из холодильной установки. Это заморозило землю, стабилизировав ее настолько, что строительство могло продолжаться.

Плотина Гранд-Кули

Бетон для плотины Гранд-Кули был уложен с использованием тех же методов, что и для плотины Гувера. После помещения в колонны холодная речная вода прокачивалась по трубам, встроенным в твердеющий бетон, снижая температуру в формах с 105° F (41° C) до 45° F (7° C). Это привело к тому, что плотина сократилась примерно на 8 дюймов в длину, а образовавшиеся щели были заполнены цементным раствором.

Строительство плотины Гранд-Кули

Высотное строительство

В годы, последовавшие за строительством Ingalls Building в 1904 году, большинство высотных зданий были построены из стали. Строительство в 1962 году 60-этажных башен-близнецов Бертрана Голдберга в Чикаго вызвало новый интерес к использованию железобетона для высотных зданий.

Самая высокая конструкция в мире (по состоянию на 2011 год) построена из железобетона. Бурдж-Халифа в Дубае в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) имеет высоту 2717 футов.

Вот несколько фактов:

• Это многофункциональная структура с гостиницей, офисными и торговыми помещениями, ресторанами, ночными клубами, бассейнами и 900 жилыми домами.
• При строительстве было использовано 431 600 кубических ярдов бетона и 61 000 тонн арматуры.
• Пустой вес здания составляет около 500 000 тонн, что примерно равно весу раствора, использованного при строительстве Великой пирамиды в Гизе.
• Бурдж-Халифа может одновременно вместить 35 000 человек.
• Чтобы покрыть 160 этажей, некоторые из 57 лифтов движутся со скоростью 40 миль в час.
• Жаркий и влажный климат Дубая в сочетании с кондиционированием воздуха, необходимым для работы при температурах наружного воздуха, достигающих более 120°F, приводит к образованию такого количества конденсата, что он собирается в накопительном баке в подвале и используется для орошения ландшафта.

Бурдж-Халифа в Дубае

Великая пирамида в Гизе удерживала рекорд самой высокой рукотворной постройки в мире около 4000 лет. Строительство здания на 568 футов выше Бурдж-Халифа планируется завершить в 2016 году в Кувейте.

 

*************************

 

Эта статья является первой в серии, которая поможет инспекторам InterNACHI понять характеристики и визуально осмотрите бетон.

 

 

 

 

5 типов бетона, о которых вы должны знать

Бетон является самым популярным строительным материалом во всем мире, равным двум следующим продуктам вместе взятым (с учетом тоннажа). И хотя вы можете подумать, что работать с бетоном так же просто, как задним ходом к одному из этих знакомых грузовиков и выгрузке цемента, перед тем, как бетон будет равномерно перемешан, требуется много инженерных работ, планирования и испытаний.

Например, знаете ли вы, сколько стальных армированных стержней уходит на заливку подъездной дорожки, патио или высотного многоквартирного дома? Что количество крупных заполнителей, используемых в смеси, может изменить сложность заливки? Что сам воздух, которым мы дышим, может быть более разрушительным для бетона, чем несколько тонн давления сверху?

Бетон — это гораздо больше, чем материал, на котором вы пишете свое имя до того, как он затвердеет. Существует несколько типов бетона, даже если готовый продукт выглядит очень похоже. Давайте кратко рассмотрим наиболее распространенные типы бетона и для чего они используются:

• Железобетон
• Легкий бетон
• Высокопрочный бетон
• Высокопрочный бетон
• Сборный железобетон

Железобетон
Как следует из названия, железобетон используется в сочетании с стержнями, волокнами или другими материалами для повышения прочности бетона на растяжение. Эти материалы — чаще всего арматура — более гибкие, чем бетон, и передают эти характеристики бетонной конструкции в целом. В большинстве бетонных применений используется какая-либо арматура.

Легкий бетон
Изготовленный из пемзы вместо обычного камня или каменного заполнителя, этот бетон является менее структурным и больше используется в качестве защиты для металлических строительных материалов или в качестве ненесущих бетонных стен. Кроме того, легкий бетон используется в качестве изоляции для водопроводных труб на объекте и обеспечивает своего рода противопожарную защиту.

Бетон высокой плотности
Этот тип бетона изготавливается в тех случаях, когда требуется дополнительная защита содержимого бетонной конструкции, например, на атомной электростанции. Железо или бариты используются в качестве тяжелого заполнителя, в отличие от горных пород для стандартных заполнителей. Этот бетон на самом деле может быть немного тоньше, чем армированный или простой бетон.

Сборный железобетон
Это больше относится к способу изготовления бетонных изделий, а не к составу бетона. Во многих случаях бетон заливают в формы на строительной площадке и оставляют для затвердевания в течение нескольких дней или недель. Сборный железобетон производится в контролируемой среде, что означает, что изделия могут быть изготовлены заблаговременно, испытаны на прочность и доставлены в тот день, когда они понадобятся. Гораздо более эффективный процесс.

Независимо от типа используемого бетона, у них есть несколько общих черт, которые следует учитывать. Например, для каждого типа работы требуется бетон с определенной прочностью на растяжение, чтобы соответствовать местным или региональным нормам. Другие шаги, такие как уплотнение бетона, удаление воздуха из бетонной смеси или обеспечение достаточного затвердевания продукта, являются другими стандартными операционными процедурами.

Другие факторы также играют роль при принятии решения о том, какой вид бетона используется для конкретного проекта.