Приготовление бетонных смесей: замешивание, вручную и в бетономешалке

методы, оборудование, технологии, материалы, ГОСТ

Бетон — очень распространенный материал в строительстве. Основными его составляющими в большинстве случаев являются цемент и песок. Заливаются из строительного раствора этой разновидности самые разные конструкции зданий и сооружений, в том числе и ответственные. И конечно же, приготовление бетонной смеси должно производиться с точным соблюдением всех положенных технологий.

Требования

Цементный раствор полагается приготавливать таким образом, чтобы бетон в последующем имел заданную прочность. Качественный материал этого типа должен:

• сохранять свою однородность при транспортировке и укладке в опалубку;

• обладать необходимой для возведения той или иной конструкции консистенцией;

• быть удобоукладываемым.

Основные компоненты бетона

При приготовлении бетонной смеси всегда используются следующие три вида ингредиентов:

• песок в качестве наполнителя;

• цемент как связующее;

• вода как затворитель.

Также в некоторых случаях в бетон могут добавляться пластификаторы. Наиболее дешевым и популярным из них является известь. Иногда для повышения эластичности таких растворов могут использоваться и более дорогие полимерные составы.

При приготовлении бетонной смеси также достаточно часто используется щебень. Этот материал делает готовую конструкцию более прочной и позволяет сэкономить на цементе, стоимость которого на рынке сегодня, как известно, довольно-таки высока.

Разновидности

Основных типов бетонов существует всего два — пластичные и жесткие. Первая разновидность растворов хорошо укладывается в опалубку и уплотняется под действием своего веса. Именно такие бетоны в строительстве пользуются наибольшей популярностью. Жесткие смеси содержат в своем составе мало воды. При этом в них добавляют много щебня или гравия. Готовые конструкции из такого бетона получаются более прочными, чем из пластичного. Но при этом в укладке растворы этой разновидности не слишком удобны. При возведении разного рода сооружений такой бетон приходится подвергать вибрированию, виброштампованию, вибропрокату. Помимо этого, такие растворы обычно достаточно сложны в приготовлении. Дозировки при их замешивании приходится соблюдать максимально точно. В противном случае такая смесь может резко изменить свои свойства в худшую сторону.

Где может приготавливаться

Чаще всего строительный раствор этой разновидности замешивают на бетонных заводах и доставляют на стройплощадку специальным автотранспортом. Приготовленный таким образом материал характеризуется обычно отличным качеством. В некоторых случаях бетон может приготавливаться и непосредственно на стройплощадке с использованием специального мобильного оборудования. Именно таким образом цементные растворы делают, к примеру, при возведении частных малоэтажных зданий владельцы загородных участков.

ГОСТ

При приготовлении растворов на основе цемента, конечно же, должны в первую очередь соблюдаться требования ГОСТа. Только в этом случае готовые конструкции будут получаться прочными и долговечными. Регулирует процедуру изготовления бетонных смесей в России ГОСТ 7473-2010. В этом документе, помимо всего прочего, указываются допустимые параметры расслаивания растворов, отклонения показателей их удобоукладываемости и пр.

Основные способы приготовления бетона

Чисто технологически операция замеса цементного раствора ничего сложного собой не представляет. Единственное, при выполнении такой работы следует в точности соблюдать дозировки. Согласно требованиям ГОСТ 7473-2010, к примеру, погрешности в этом плане не должны превышать 2 % для воды, цемента и добавок и 3 % для заполнителей. Если это правило соблюдено не будет, слишком прочной и долговечной возводимая из раствора конструкция не получится. А это, в свою очередь, конечно же, негативно скажется на качестве всего здания или сооружения в целом.

Основных методов приготовления бетонных смесей существует всего два:

Первая технология при этом может использоваться как при замесе раствора на заводе, так и на стройплощадке. Второй способ применяют, конечно же, в основном владельцы загородных участков при возведении каких-либо сооружений своими руками. Оборудования в данном случае не используется никакого. Замес производится с применением чаще всего обычного садового инвентаря.

Механическая технология замеса, в свою очередь, может быть:

В первом случае все операции при изготовлении бетонного раствора производятся с использованием специального оборудования. Именно такой способ замеса применяется на заводах.

Простая технология механического приготовления бетонной смеси предполагает загрузку ингредиентов вручную. При этом собственно само перемешивание компонентов производится с использованием оборудования. Такую методику также достаточно часто используют владельцы загородных участков при самостоятельном возведении бетонных конструкций.

Оборудование

В качестве основного оборудования при замесе цементного раствора используются, конечно же, бетономешалки. Такие машины для приготовления бетонной смеси могут иметь разные размеры и мощность. На рынке сегодня существует недорогое и при этом не слишком габаритное оборудование этого типа, предназначенное специально для владельцев загородных участков и мелких застройщиков.

Стандартная методика механического замеса с ручной загрузкой

Технология замеса раствора в бетономешалках разной мощности и габаритов используется обычно одна и та же. При применении такого оборудования для того, чтобы получить качественный материал, важно в первую очередь соблюдать порядок загрузки ингредиентов.

Стандартная технология приготовления бетонной смеси в данном случае выглядит следующим образом:

• в чашу бетономешалки загружаются щебень и песок;

• производится тщательное перемешивание этих ингредиентов;

• в миксер засыпается цемент, после чего бетономешалка включается на несколько минут;

• в чашу заливается вода.

Технология автоматического замеса

Порядок подачи ингредиентов при приготовлении бетонных растворов на заводах используется такой же, что и при замесе на стройплощадках с ручной засыпкой компонентов. На первых этапах в данном случае в чашу также закладываются песок и гравий. После перемешивания к ним добавляется цемент. Далее миксер снова включается до получения однородной массы сухих ингредиентов.

Отличаются методики автоматического и простого приготовления бетонной смеси лишь по способу добавления воды. На заводах в сухую однородную смесь цемента, песка и гравия сначала наливают 70 % положенной доли затворителя. Далее бетономешалка включается на 1 мин. Затем в раствор выливается оставшаяся часть воды.

Можно ли нарушать порядок замеса

Закладывать в миксер бетономешалки ингредиенты желательно именно в той последовательности, которая была указана выше. В противном случае смесь в последующем может, к примеру, содержать комочки. К тому же нарушение порядка действий при приготовлении может привести к тому, что раствор будет иметь не ту консистенцию, которая необходима.

Если по каким-либо причинам бетон на стройплощадке замешивался неправильно и получился не слишком качественным, можно, не теряя времени, попробовать исправить ситуацию. При наличии комочков раствор нужно еще раз хорошенько перемешать в миксере. Если бетон получился жидким, в него следует добавить песка и цемента. Если же смесь вышла слишком густой, ее нужно разбавить небольшим количеством воды. Производить все эти операции следует как можно быстрее. Свои рабочие характеристики цементный раствор сохраняет не более 2-2,5 часа после приготовления.

Технология ручного замеса

Такая методика позволяет получить не настолько качественный, как при использовании бетономешалки, но все же вполне пригодный для возведения не слишком сильно нагруженных конструкций раствор. Инвентарь в данном случае обычно используется такой:

• неглубокое корыто;

• тяпка и лопата;

• ведра;

• садовая тачка;

• садовый шланг.

Собственно сама методика приготовления бетонной смеси в данном случае выглядит следующим образом:

• в корыто засыпают песок и щебень;

• тщательно перемешивают эти сухие компоненты;

• добавляют в корыто цемент и снова все перемешивают до однородности;

• наливают в корыто воды и снова все вымешивают.

Производят замес цементной смеси при использовании такой методики чаще всего с применением мотыжки. Считается, что приготавливать раствор таким инструментом легче, чем лопатой. На заключительном этапе цемент перекладывают в ведра и заливают в опалубку.

Материалы для изготовления бетонной смеси: требования к качеству

Ингредиенты для приготовления строительных растворов этого типа выбирают в зависимости от конкретного назначения последних. Для заливки нагруженных конструкций обычно используют цемент только высоких марок (к примеру, М400 или даже М500), крупный речной песок и качественный щебень. Для приготовления штукатурного раствора применяют менее дорогое и качественное связующее. Песок при этом используют мелкий карьерный.

В любом случае цемент для приготовления бетонных смесей полагается использовать исключительно свежий. При хранении этот материал обычно вбирает в себя воду и в результате теряет качества связующего. Песок перед приготовлением растворов обязательно просеивают. В таком материале, как в речном, так и в карьерном, могут содержаться грязь, мусор, органические остатки.

Как песок и цемент, щебень перед замесом раствора обычно подготавливают. Такой материал в некоторых случаях предварительно может распределяться по фракциям. Считается, что добавление в смесь таких камней разного, а не одинакового размера, улучшает ее качества.

Существуют определенные требования и к предназначенной для приготовления бетонной смеси воде. Она не должна содержать слишком много минералов. И конечно же, воду для раствора следует использовать исключительно чистую без органических примесей и мусора.

Как приготовить бетон для фундамента дома своими руками : пропорции для бетономешалки и вручную

Бетон — это удивительный материал. Его применяют не только для строительства фундамента зданий, но также для монтажа стен и крыш. Но и на этом не ограничивается сфера его применения. Из бетона можно производить и штучные предметы, например тротуарная плитка, балясина, вазы и даже столешницы для гостиных и кухонь.

[contents]

На сегодняшний день существует множество способов приготовления бетона и это позволяет возвести данный материал практически на ступень, приравненную к таким натуральным материалам как гранит или мрамор. Хотя по своим внешним данным он не особо эстетичен как натуральные камни, зато вы с уверенностью можете сказать, из чего он сделан.

Если вы решили отказаться от покупки бетона, и решили сделать его своими руками, то вам необходимо соблюдать точные пропорции смешиваемых материалов. Только в этом случае ваша готовая смесь будет обладать высокой прочностью и долговечностью.

Приготовление бетона, пропорции

Весь процесс приготовления бетона достаточно прост, хотя нужно учесть целый ряд особых моментов, которые в будущем определят его качество и пригодность. В зависимости от цели применения, измениться и способ его приготовления.

Есть два основных варианта приготовления бетона своими руками: В первом случае смешиваете все ингредиенты в сухом виде, а потом только заливаете воду.

Во втором случае вы в налитую воду засыпаете цемент, заполнитель и песок. При сухом замешивании все материалы вроде, как и распределяются равномерно, однако после добавления воды и ручном смешивании нет точной гарантии, что весь полученный объем промокнет достаточно быстро и качественно. В итоге получится, что на дне остается сухой слой, и в результате это приведет к нарушению пропорций. Если вы тщательно и очень долго будете перемешивать раствор, то пройдет длительное время, и в результате раствор начнет схватываться, а это напрямую повлияет на его прочность. При добавлении всех компонентов раствора в воду — цемент будет длительное время замешиваться и не сможет достаточно хорошо сцепиться с наполнителем. Второй вариант немного лучше первого при замешивании бетона в малых количествах.

Наиболее известные пропорции бетона — это 1:3:6 частей цемента, заполнителя и песка, также 0,5-1 часть воды в зависимости от требуемой текучести раствора. Придерживаясь данных пропорций, может получиться не совсем удобный для смешивания раствор бетона.
При добавлении пропорций берется ведро либо другая тара и заполняется (качественная утрамбовка не нужна) песком, заполнителем и цементом по очереди и взвешивается. Путем элементарных расчетов переводите все ведра в процентное соотношение друг к другу.

При смешивании всех пропорций бетона наилучшим способом будет использование специальных бетономешалок. Только благодаря таким машинам можно быстро и достаточно качественно перемешать компоненты бетонной смеси и доставить их до места потребления, прежде чем смесь загустеет. Конечно, можно использовать и старый ручной способ, но он не особенно подойдет для больших объемов смеси. При таком способе замешивания нет возможности контролировать весь процесс и добавлять ингредиенты согласно нужному рецепту.

Состав бетона — это смесь из раствора цемента и наполнителя. Главными ингредиентами являются: цемент, песок, наполнитель (щебень, гравий, галька, шлак, и т.д.). Однако в последнее время современные технологии предполагают специальные добавки – пластификаторы. Их целью является придание бетону уникальных свойств.

Основной и главной характеристикой бетона является прочность (выражается в мега паскалях).

Бетон по своей прочности принято подразделять на марки. Согласно государственным стандартам в странах СНГ классы бетона маркируют как В7,5 – В80. Цифра в названии марки означает давление в МПа.

Наиболее распространенный тип бетона — это смесь цемента и крупного песка. Данный бетон идет для подложки под основной фундамент. Обычно такой бетон изготавливают прямо на дне опалубки под основной фундамент. При замешивании смеси нужно добавить незначительное количество воды для того, чтобы раствор приобрел плотность как у мокрой почвы. Прочность данного бетона невысока, однако он отлично защищает основной фундамент от проседания и обильной влаги. Для получения наиболее прочного бетона необходимо использование разнообразного щебня с различной фракцией от 2 до 35 мм.

Качество бетона будет зависеть от чистоты всех его компонентов. Поэтому прежде чем приступать к приготовлению раствора, стоит рассмотреть каждый входящий компонент в отдельности.

Цемент – как основной компонент бетона

Цемент — это основной и главный ингредиент бетонной смеси, который связывает все компоненты вместе. Чаще всего используют для приготовления бетона – портландцемент (отлично подойдет для работы при пониженных температурах). Его отличает повышенное содержание силикатов кальция (около 80%), именно поэтому улучшается адгезия и склеивание материалов.

В зависимости от поставленной задачи широкое применение получили и другие виды цемента.

На сегодняшний день для строительства используют марку цемента 500. Можно применять также и М400, только это напрямую скажется на долговечности и прочности того же фундамента. Для работы в теплую или жаркую погоду идеальным вариантом будет использование шлакопортландцемента. В стандартной маркировке цемента помимо указания прочности, принято указывать и сторонние примеси (буква «Д»).

Например, бетон марки М500-Д0 или М500-Д20, это бетон с примесями от 0 до 20%.
При покупке цемента он должен быть сухим и сыпучим. В неблагоприятных условиях цемент достаточно быстро набирает влагу из воздуха и теряет свои основные качества. Поэтому покупать необходимый объем цемента рекомендуется максимум за 2 недели до его применения или непосредственно за пару дней.

При покупке обязательно проверяйте целостность упаковки и наличие маркировки.

Вспомогательные компоненты бетона- Песок

Для приготовления бетона своими руками вам потребуется также песок. Подходящий для замешивания бетонной смеси песок обязательно должен иметь фракцию от 1,5 до 5 мм, идеальным вариантом будет равномерный размер (1-2 мм). При выборе песка в нем не должно быть различных посторонних примесей. Строительный мусор, растительные остатки, а также разные посторонние включения, которые с течением времени распадаются и гниют, резко снизят качество и прочность бетона. Для очистки песка его пропускают через специальное сито с маленькими ячейками.

Для приготовления бетона своими руками идеально подойдет речной песок, хотя он дороже овражного, но имеет нужный размер крупиц.
Для мест, где рядом имеются каменные карьеры, как вариант, используют искусственный тяжелый песок. При его отмывании и просеивании, размер его крупиц будет несколько лучше даже речного песка. Но при его использовании, смесь бетона получиться значительно тяжелее, а это важно, если его будут применять для устройства стяжек поверх межэтажных перекрытий.

Основные заполнители: щебень и гравий

Прочность бетона напрямую зависит от заполнения гравием или щебнем. Однако часто используют и керамзит. Он достаточно прочный, но при этом и легкий.

При приготовлении смеси размер гравия и щебня не должен превышать 35 мм, куски большего размера чаще всего используют на производствах, но это бывает редко.

Как и с речным песком, желательно, чтобы щебень или гравий содержали как можно меньше посторонних включений, пыли или глинистых осадков на своей поверхности. Стоит отметить, что чем больше шероховатость на гранях частиц, тем сцепление будет лучше. Для самостоятельного смешивания пропорций бетона выбирают заполнитель, частицы которого имеют нескольких размеров, либо смешивают крупный гравий с мелким или средним. Это делается для того, чтобы частицы плотно прилегали друг к другу и не допускали образования крупных пустот. В худшем случае все пустоты будут заполняться раствором, а это может сказаться и на качестве бетона и на расходе самого раствора.

Выбор воды при приготовлении бетонной смеси

При приготовлении бетонной смеси ключевым и важным моментом является выбор воды. Конечно, никакой речи не идет, чтобы использовать какую-то определенную воду. Однако она должна быть без каких-либо посторонних включений (кислоты, щелочи) и обязательно чистой. Недопустимо использование речной и озерной воды, в которых присутствуют многочисленные посторонние включения. Главное правило при выборе воды для раствора: вода, которую мы пьем, идеально подойдет и для изготовления хорошего и прочного бетона. Выполнив это правило, вы можете рассчитывать прочность и долговечность вашего бетона без повреждений или разрушений.

Вспомогательные добавки бетона и известь

При ремонте и строительстве мастера добавляют в бетон немного гашеной извести. Делается это для того, чтобы раствор стал более «удобным» для кладки. Это немного облегчает процесс равнения поверхности бетонной стяжки или нужного участка крыльца, отвода. Прибегать к добавке извести или нет, решает мастер в зависимости от требуемого состава. В настоящее время принято использовать уже готовую гашеную известь, которая продается в специальных строительных магазинах и называется пушонкой.

Специальные добавки — пластификаторы

Современные технологии позволяют придать раствору бетона большую текучесть или вязкость благодаря специальным добавкам – пластификаторам. Именно они меняют свойства раствора в нужном направлении. Применение пластификаторов может увеличить или снизить количество воды для приготовления бетонного раствора. Для заливки фундамента, как правило, не используют пластификаторы, однако они могут помочь, если армирование уплотненное или фундамент достаточно сложной формы. Однако, более текучий бетон гораздо быстрее и лучше заполнит все образовавшиеся пустоты и ответвления, а это улучшит результат и ускорит весь процесс.

Приготовление бетонной смеси: материалы, способы

Приготовление бетонной смеси является одной из самых трудоемких и ответственных операций во время многих строительных работ – при заливке пола, монтаже перегородок, возведении фундамента. От качества приготовленного продукта зависит надежность и долговечность всего строения в целом.

Схема приготовления бетона.

Чтобы из таких разнородных по свойствам веществ, как цемент, вода, песок, гравий или щебень приготовить бетонную смесь, необходимо выполнить ряд операций. При этом очень важно соблюдать инструкции и технические правила производства. Из качественного цемента и дополнительных материалов можно получить устойчивый и прочный бетон.

Материалы для изготовления бетонной смеси

Изготовить бетонную смесь можно несколькими способами, которые могут отличаться соотношением компонентов, фракциями и добавками наполнителей, марками цемента. Каждый состав применяется для конкретных условий строительства. Обычно для приготовления бетонной смеси используют следующие компоненты:

• цемент;
• воду;
• щебень или гравий;
• строительный песок.

На изготовление 1 куб.м бетона понадобится около 200 л воды, 350 кг цемента (0,2 куб.м), 0,6 куб.м щебня и 0,6 куб.м песка. Если нужно приготовить 100 л продукта, то количество компонентов будет таким: цемент – 30 кг (3 ведра), песок – 70 кг (5 ведер), щебень – 100 кг (8 ведер).

В качестве вяжущего вещества чаще всего применяется цемент марки 400. Если использовать цемент более низкой марки, то нужно увеличивать его количество. Например, при использовании марки М300 вместо М400 количество цемента нужно увеличить на 30%.

Вода для изготовления бетона должна быть максимально чистой, то есть без содержания каких-либо примесей, агрессивных веществ или масла.

Таблица пропорций компонентов бетона при использовании цемента марки М400 (цемент, песок, щебень).

Если бетонная смесь готовится в жаркую погоду, то можно брать холодную воду, чтобы она не схватилась раньше времени. Очень сложно определить заранее нужное количество воды, так как здесь играет роль влагопотребность цемента, влажность песка и щебня. Литраж воды определяется уже в самом процессе изготовления смеси.

Щебень лучше применять мелкой фракции (2-20 мм). Наилучший результат получается при использовании щебня естественных горных пород, дробленного или мелкого речного гравия. Можно использовать также и искусственный щебень, керамзит, шлаки, известняк или кирпич, однако необходимо учесть, что бетонная конструкция в таком случае будет иметь меньшую прочность. Это также приводит к уменьшению морозостойкости бетона, что неприемлемо для конструкций, находящихся во влажной земле при низких температурах воздуха.

Песок для приготовления бетонной смеси следует брать чистым, крупным, без дополнительных составляющих – органических частиц, ила, глины. Для исключения таких частиц можно заранее просеять песок. От того, насколько он будет чистым, зависит прочность бетона, а применение грязного песка может привести к увеличению расхода цемента (15-20% от нормы).

Вернуться к оглавлению

Способы приготовления бетонной смеси

Если для строительных работ нужна бетонная смесь в больших объемах, то лучше всего будет воспользоваться бетономешалкой, а небольшие объемы удобнее замешивать вручную.

Вернуться к оглавлению

Приготовление бетонной смеси ручным способом

Нормы расхода для получения бетонной смеси.

Если вы решили приготовить бетонную смесь своими руками, вам следует подготовить такие материалы и инструменты:

• цемент марки 400;
• воду;
• щебень;
• песок;
• ведра;
• лопату;
• ящик для приготовления бетона.

Сначала вам необходимо подготовить емкость с бортиками для приготовления смеси. Для таких целей может подойти старое корыто. Цемент должен находиться недалеко от проведения работ. Если учесть тот факт, что на ведро цемента необходимо около 7,5 л воды, 4 ведра щебня и 2,5 ведра песка, то эти компоненты также должны находиться в непосредственной близости от рабочего места.

Переноски и перевозки материалов должны быть сведены к минимуму для исключения больших физических и временных затрат. Технология хранения и перевозки компонентов бетонной смеси должна исключать возможность их загрязнения землей, строительным мусором и другими сторонними элементами. Примеси могут снизить прочность бетона, стать причиной возникновения трещин.

Схема определения пластичности бетонной смеси.

Технология приготовления бетонной смеси следующая: сначала смешиваются сухие компоненты – цемент, песок и щебень, которые тщательно перемешиваются до однородной массы, а затем добавляется вода небольшими порциями. Консистенция готовой смеси должна напоминать густой творог, она не должна быть слишком текучей.

Дозировка составляющих чаще всего проводится в объемных величинах, например, измеряется тачками, ведрами или лопатами. Общий объем необходимой для приготовления раствора воды обычно соотносится с объемом цемента. Если указано, что водоцементное соотношение 0,5, это значит, что на ведро цемента нужно брать полведра воды. Для первого перемешивания сухой смеси с водой необходимо взять 1/3 ее общего объема.

Не нужно жалеть усилий на перемешивание, потому что в противном случае бетон может потерять свою прочность. Чем меньше воды используется при создании смеси, тем жестче она будет и тем труднее будет производиться ее укладка. С другой стороны, чем жестче смесь, тем выше ее прочность и другие эксплуатационные характеристики.

Проверяют готовность смеси таким образом: тыльной стороной лопаты при перемещении ее в свою сторону на поверхности смеси делается ряд ребер. При этом поверхность бетона должна быть гладкой, а его гребни должны оставаться такой же формы и не опадать.

Вернуться к оглавлению

Изготовление бетонной смеси с помощью бетономешалки

На бетономешалку стандартного образца на один замес обычно берется 1 ведро воды (15 л). Данная величина является примерной, и ее необходимо регулировать в первых нескольких замесах. После воды добавляют щебень, далее цемент, а затем песок.

На один замес нужно такое количество компонентов:

• 6 лопат щебня;
• 3 лопаты цемента;
• 8 лопат песка.

Замес следует проводить по такой технологии:

1. Включить бетономешалку и залить в нее воду.
2. Добавить щебень и дать ему хорошо перемешаться с водой.
3. Добавить цемент и дать ему хорошо перемешаться.
4. Добавить песок, перемешивать до образования однородной массы.

Если раствор получился слишком жесткий, можно добавить еще немного воды.

Раствор готов. Во время проведения работ следует соблюдать меры безопасности, так как бетономешалка питается от стационарной сети (220 В). Не стоит забывать о том, что бетон быстро застывает, поэтому его нельзя долго держать в бетономешалке.

Приготовление бетонной смеси — Студопедия

Бетонную смесь приготовляют на механизированном или автоматизированном бетонном заводе и в готовом виде доставляют на строительство. При потребности в бетонной смеси до 3 тыс. м³ в месяц на строительной площадке может быть на эстакаде смонтирована временная бетоносмесительная установка таким образом, чтобы осуществлять выгрузку бетонной смеси в транспортные средства.

Приготовление бетонной смеси состоит из операций по приему и складированию составляющих материалов (цемента и заполнителей), дозирования и перемешивания их и выдачи готовой бетонной смеси на транспортные средства. В зимних условиях в данный технологический цикл включаются дополнительные операции. При приготовлении бетонной смеси для бетонирования конструкций в условиях отрицательных температур необходимо подогревать воду и заполнители; при применении бетонов с добавками (противоморозными, пластифицирующими, порообразующими и др.) следует предварительно изготовить водный раствор этих добавок.

Бетонную смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукции получают готовую бетонную смесь, при расчлененной – отдозированные составляющие или сухую бетонную смесь.

Основными техническими средствами для приготовления бетонной смеси являются расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер.

В зависимости от потребности в бетонной смеси могут быть организованы районные бетонные заводы, крупные стационарные бетоносмесительные узлы или построечные установки.

Районные бетонные заводы снабжают готовыми смесями строительные объекты, расположенные на расстояниях, не превышающих технологически допускаемые расстояния автомобильных перевозок. Это расстояние, называемое радиусом действия завода, зависит от многих факторов, основными из которых являются местные дорожные условия и технологические свойства цемента. Районные заводы обычно обслуживают стройки, находящиеся в радиусе действия до 25…30 км.

Стационарные бетоносмесительные узлы(заводы) обычно устраивают на крупных строительных площадках при сроке возведения комплекса в течение 5…6 лет. Такие заводы выполняют сборно-разборными блочной конструкции, что позволяет их быструю перебазировку на новый объект.

Построечные бетоносмесительные установки обслуживают одну строительную площадку или отдельно строящийся объект при месячной потребности в бетонной смеси до 1,5 тыс. м³.

При обосновании создания бетоносмесительной установки на строительной площадке должны быть оборудованы склады песка, щебня, цемента, предусмотрена возможность подогрева составляющих и добавки пластификаторов. Бетонные заводы обычно выпускают продукцию двух видов – отдозированные составляющие и готовую бетонную смесь, в основном для автобетоносмесителей.

В качестве оборудования для приготовления обычной бетонной смеси применяются смесители цикличного и непрерывного действия, работающие по принципу свободного падения смеси или принудительного перемешивания. Бетонные смеси с малым содержанием воды и высокой технической вязкостью приготовляют в вибробетономешалках с интенсивным вибрационным воздействием. Виброперемешивание помимо уменьшения расхода цемента позволяет увеличить прочность конструкций и сократить срок производства работ.

Дозирование составляющих материалов должно производиться по массе. Точность дозирования цемента, активных добавок и воды должно быть не ниже 1% при приготовлении смеси на заводах и не ниже 3% – на бетоносмесительных установках, для заполнителей – соответственно на 2 и 3%. Допускается на мелких бетономешалках осуществлять дозировку цемента по массе, а заполнителей по объему с учетом их влажности. Проверка подвижности бетонной смеси на месте приготовления должна производиться не реже двух раз в смену при условии постоянной влажности заполнителей. Заполнители для бетона применяются фракционированными и чистыми. Запрещается применять природную смесь песка и гравия без рассеивания на фракции.

Порядок загрузки компонентов, продолжительность перемешивания бетонной смеси должны быть установлены для конкретных материалов и применяемого оборудования путем оценки подвижности, однородности и прочности бетона в конкретном замесе.

Загрузку смесителя цикличного действия можно осуществлять в следующей последовательности. Сначала в смеситель подают 15…20% требуемого на замес количества воды, затем одновременно начинают загружать цемент и заполнители, не прекращая подачи воды до требуемого количества. Цемент поступает в смеситель между порциями заполнителя, благодаря чему устраняется его распыление. Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от емкости барабана смесителя и необходимой подвижности бетонной смеси и находится в пределах от 45 до 240 с.

Наибольший размер зерен крупного заполнителя принимают не более 1/3 наименьшей толщины тонкостенной конструкции, для железобетонных плит – не более 1/2 толщины плиты, для других армированных конструкций – не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями арматуры. В песке не должно быть зерен гравия и щебня размером более 10 мм, а частиц от 5 до 10 мм не более 5% по весу, остальные частицы должны быть размером менее 5 мм. Пригодность воды для приготовления бетонной смеси проверяют лабораторным путем.

Бетонные смеси, в зависимости от водоцементного отношения, а оно обычно варьируется в пределах от 0,35 до 0,8, бывают разной консистенции – жесткие, малоподвижные и подвижные. Степень подвижности характеризуется осадкой стандартного конуса, имеющего высоту обычно 30 см.

Проверку прочности бетона осуществляют контрольными кубиками с ребрами 10, 15, 20 и 30 см. Для немассивных конструкций раздавливают кубики и проверяют прочность бетона через 28 суток, для массивов – в возрасте 60, 90 и 120 дней.

Для подбора состава бетонной смеси в зависимости от требуемой подвижности и водоцементного отношения созданы таблицы состава смеси.

Пример подбора состава бетонной смеси на 1 м³ бетона

Коэффициент выхода – отношение объема бетонной смеси к объемам сухих материалов, обычно в пределах от 0,58 до 0,72.

Все большее применение находит сухая строительная смесь (ССС) – смесь вяжущего, заполнителя, добавок, пигментов, отдозированных и перемешанных на заводе, и затворяемая водой перед употреблением. Точное дозирование компонентов позволяет получать более высокие технические характеристики готовой продукции по сравнению со смесями, приготовляемыми на строительной площадке. Важным достоинством сухих смесей является возможность целенаправленного добавления в них химических добавок и микронаполнителей, как улучшающих их структуру, так и подготовленных для применения в холодное время года.

Сухие смеси для производства бетонных работ подразделены на несколько групп. Сухие бетонные смеси представляют собой смесь крупного заполнителя с фракциями до 20 мм, песка, вяжущего и добавок. На упаковке таких смесей, в частности в зависимости от максимальной крупности заполнителя, даны показания по оптимальной области применения – каркас здания, заделка стыков, устройство полов и т. д. Мелкозернистый бетон наиболее удобен для монтажных, ремонтных работ, устройства стяжек, для работ при отрицательных температурах.

Морозостойкие бетонные смесиразработаны специально для производства работ в зимнее время. Такие смеси имеют в составе специальные добавки, позволяющие свежеуложенному бетону продолжать набирать прочность при понижении температуры до –15 ^ºС.

Как сделать раствор бетона: характеристики, состав, пропорции, инструкция

Дата: 14 ноября 2017

Просмотров: 2809

Коментариев: 0

Бетон используется в строительной сфере при выполнении различных мероприятий. Он востребован при возведении фундаментов, строительстве зданий, заливке стяжек, бетонировании отмосток, а также изготовлении железобетонных изделий. При увеличенных объемах работ готовый состав заказывают на специализированных предприятиях, что связано с повышенным расходом денежных ресурсов. Однако можно существенно сэкономить, зная, как сделать раствор бетона своими силами. Важно соблюдать рецептуру и правильно подобрать требуемые ингредиенты для обеспечения прочности.

Характеристики бетонной смеси

Планируя строительство частного дома и задумываюсь, как делать раствор бетона, необходимо изучить его свойства. Это обязательное требование для получения качественной смеси.

Таблица соотношения прочности бетона

Положениями действующего стандарта регламентированы главные эксплуатационные характеристики состава:

• прочность. Показатель характеризует способность бетонной смеси противодействовать сжимающим усилиям и измеряется в мегапаскалях. Прочность обозначается буквой В совместно с цифровым индексом, величина которого составляет 3,5–80. Значение прочности соответствует давлению, при котором сохраняется целостность эталонного образца. Бетонные составы делятся на определенные классы и марки. Материал маркируется буквой М и цифровым значением от 50 до 1000, которое обозначает выраженную в килограммах нагрузку на квадратный сантиметр поверхности. Составы с маркировкой М100–М150 применяются для слабонагруженных конструкций, а М250–М400 и выше используются для ответственных работ;
• пластичность. Это серьезный параметр бетонной смеси. При повышенной подвижности смеси она лучше заполняет пространство и не позволяет образоваться пустотам. Это свойство актуально при заливке опалубки и бетонировании ответственных конструкций, в которых не допускаются незаполненные участки. Полости бетонного массива способны вызвать преждевременное разрушение монолита. В зависимости от поставленных задач используются растворы, которые отличаются степенью пластичности. Жесткие составы маркируются буквой Ж, подвижные смеси – П, а при повышенной текучести обозначение содержит букву Р. Для эффективного заполнения труднодоступных участков используется состав с маркой П-4, а для стандартных конструкций П-2, а также П-3;

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый путем перемешивания вяжущих веществ с заполнителями и водой

• морозостойкость. Этот параметр характеризует способность бетонного массива сохранять целостность под воздействием температурных перепадов, связанных с глубоким замораживанием и дальнейшим оттаиванием. Устойчивость к воздействию отрицательной температуры обозначается латинской буквой F совместно с цифровым индексом. Минимальное количество циклов, при которых бетонный массив не покрывается трещинами, составляет 25, а максимально возможное – 1000. С целью увеличения морозостойких свойств специалисты вводят специальные пластифицирующие добавки, которые также сокращают продолжительность схватывания;
• водонепроницаемость. Характеризует способность затвердевшего монолита противостоять проникновению влаги вглубь массива. Устойчивость к насыщению влагой определяется маркой используемого портландцемента, а также его процентным соотношением. Водонепроницаемость возрастает при использовании портландцемента высоких марок. Обозначение характеристики осуществляется маркировкой, включающей букву W и цифры. Цифровая маркировка обозначает максимальное давление столба воды, при котором эталонный образец сохраняет исходную влажность. Согласно стандарту минимальное значение водонепроницаемости бетонного раствора составляет W2, а максимальное – W20.

Благодаря повышенным эксплуатационным характеристикам, материал востребован строительной отраслью и успешно конкурирует с натуральным камнем.

Прочный бетон – состав смеси

Все знают, что бетон делают из цемента. Однако на прочностные характеристики и свойства влияют все применяемые компоненты:

• портландцемент. Используется в качестве вяжущего вещества, которое обеспечивает объединение в затвердевшем массиве остальных ингредиентов раствора. От качества цемента зависит прочность бетонного монолита. В частном и промышленном строительстве применяется портландцемент, маркируемый М400 и выше. Важно обращать внимание на дату изготовления цемента, который теряет свои свойства при повышенной влажности или длительном хранении;

Таблица компонентов бетона

• песок. После цемента это второй по актуальности ингредиент, вводимый в бетонную смесь. При определенных ситуациях возможна замена его шлаком. Но согласно требованиям стандарта в смеси обязательно должен присутствовать песок. Применение речного песка с повышенной зернистостью обеспечивает повышение прочностных характеристик при отсутствии примесей в песчаной фракции. Допускается использование мелкой песчаной фракции без инородных включений, ухудшающих адгезию;
• заполнитель. Традиционно бетонная смесь содержит щебень, крупность которого составляет 0,5–3,5 см. Можно заменять щебень гравием, а также керамзитными гранулами. Повышенный коэффициент сцепления заполнителя с вяжущим веществом достигается благодаря его шероховатой поверхности. Заполнитель должен быть предварительно просеян на брезент или чистую основу с целью очистки от мусора;
• специальные добавки. Введение пластифицирующих веществ позволяет изменить эксплуатационные свойства материала. При этом повышается устойчивость к воздействию отрицательных температур, водонепроницаемость, а также возрастает пластичность бетонного раствора. Применение пластификаторов оправдано при необходимости выполнения работ в условиях отрицательных температур, а также при бетонировании во влажной среде. Вводятся также армирующие волокна, предохраняющие массив от растрескивания.

Кроме того, в смесь добавляется вода. Концентрация указанных компонентов в бетоне изменяется в зависимости от необходимой прочности материала.

Сделать бетонный раствор можно самостоятельно – вручную или с использованием бетономешалки

Как сделать правильно бетон – пропорции раствора

При самостоятельном приготовлении бетонного состава необходимо знать, как сделать из цемента бетон, прочность которого соответствует поставленным задачам.

Придерживайтесь следующих рекомендаций:

• смешиваете песок, цемент и щебень, соблюдая соотношение 3:1:6;
• добавляйте воду ограниченными порциями, контролируя плотность смеси;
• используйте одинаковую емкость для измерения объемов компонентов;
• заливайте воду в соотношении 1:2 к общему объему сухих ингредиентов.

Обратите внимание на концентрацию влаги в песке. При повышенной влажности необходимо добавлять меньше воды.

Занимаясь приготовлением бетона, помните об изменении пропорций песка, цемента и щебня в соответствии с требуемой маркой состава:

• 3,5:1:5,7 – соответствует бетону М150;
• 2,8:1:4,8 – пропорции для смеси М200;
• 1,9:1:3,7 – соотношение для раствора М300;
• 1,2:1:2,7 – доля составляющих для бетона М400.

Используя таблицы, размещенные на специализированных сайтах, легко рассчитать пропорции, и правильно изготовить состав.

Любой строительный раствор состоит из вяжущих веществ, воды и заполнителей – мелких и крупных

Как сделать бетон самому ручным способом

Ряд застройщиков использует покупной бетон. Как делают его вручную, к сожалению, знают не все. Но при ограниченной потребности в бетоне, ручной метод более удобен.

Это несложный процесс, для реализации которого необходимо подготовить:

• вместительную емкость;
• совковую или штыковую лопату;
• стандартные ведра;
• обычную мотыгу или сапу.

Алгоритм действий:

1. Заполните подготовленную емкость компонентами, предварительно отмеренными в соответствии с используемой рецептурой.
2. Равномерно перемешайте находящиеся в емкости сухие ингредиенты, используя инструмент.
3. Добавляя постепенно небольшое количество воды, интенсивно перемешайте до необходимой консистенции.

При выполнении работ старайтесь равномерно перемешивать компоненты и не допускайте сухих комков в угловых зонах. При повышенной густоте раствора добавьте воду. Бетонный раствор при правильном приготовлении не должен расслаиваться и медленно смещаться по наклонной плоскости лопаты.

Для приготовления раствора отмеренное количество песка и цемента насыпают в корыто и тщательно перемешивают лопатой

Как правильно сделать бетонный раствор в бетоносмесителе

Используя бетономешалку, расположенную рядом с рабочей площадкой, можно ускорить выполнение работ, и облегчить процесс приготовления бетонного раствора.

При замешивании бетона с помощью бетоносмесителя соблюдайте последовательность операций:

1. Залейте в рабочую емкость смесителя немного воды.
2. Засыпьте требуемый объем портландцемента.
3. Добавьте просеянный песок.
4. Смешайте ингредиенты на протяжении пяти минут.
5. Всыпьте, если необходимо другие компоненты, в том числе пластификаторы.
6. Введите щебень, и перемешайте на протяжении 8–10 минут.

При повышенной густоте полученного раствора можно добавить воду и еще раз перемешать. Не целесообразно осуществлять смешивание более 15 минут, так как возможно постепенное застывание цемента. Подготовленный раствор готов к использованию. Его несложно с помощью тачки доставить на рабочий участок.

Заключение – как бетон сделать своими силами

Подводя итоги, отметим, что несложно самостоятельно приготовить раствор, используя качественные ингредиенты и соблюдая проверенные пропорции. Изготовить смесь можно вручную и с применением бетоносмесителя. Руководствуясь указанной рецептурой и соблюдая технологические рекомендации, можно гарантировать повышенные эксплуатационные характеристики монолита.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Приготовление бетонной смеси — Студопедия

Изготовление

Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность.

28. Укладка и уплотнение бетонной смеси

Процесс укладки бетонной смеси в опалубку состоит из следующих операций: подготовка основания, подача, распределение бетонной смеси и ее последующее уплотнение. До начала бетонирования необходимо определить способы подачи, распределения и уплотнения бетонной смеси, а также направление и толщину укладываемых слоев.
Перед укладкой бетонной смеси на грунт удаляют грунты растительного происхождения. Выемки от перебора грунта заполняют песком и уплотняют.
До укладки бетонной смеси проверяют надежность поддерживающих устройств опалубки и правильность установки арматуры (арматурных каркасов). Результаты осмотра грунтового основания, опалубки и арматуры оформляют актом на скрытые работы.
Бетонные основания и поверхность рабочих швов перед укладкой бетонной смеси очищают. Подсохшую, но еще не затвердевшую пленку очищают металлической щеткой или струей воды под напором. Очистку затвердевшей поверхности бетона выполняют при помоши гидропескоструйной установки или механической фрезой.
В процессе бетонирования важно не допустить расслоение бетонной смеси. Этому способствует уменьшение высоты ее свободного сбрасывания: до 2 м в армированные конструкции и до 3…4 в неармированные. При большой высоте бетонную смесь необходимо опускать с применением лотка или инвентарного виброхобота. При этом диаметр хобота должен в 2.5…3 раза превышать максимальный размер крупного заполнителя.
Уплотнение бетонной смеси является важнейшей технологической операцией. В рыхлом, неуплотненном состоянии бетонная смесь содержит много воздуха. Так, в жестких бетонных смесях его объем достигает 40 — 50%, в пластичных — 10… 15% и в литых 5 — 10%. Бетонные смеси с меньшим содержанием воздуха имеют большую прочность, морозостойкость и меньшую водопроницаемость. В процессе уплотнения происходит разжижение бетонной смеси и ее уплотнение.
Внешним признаком достаточности уплотнения является прекращение выделения пузырьков из бетонной смеси и появление на ее поверхности воды. Уплотнение ведут полосами. При этом каждая следующая полоса должна перекрывать предыдущую на 100… 150 мм.
Поверхностные вибраторы подразделяют на площадочные поверхностные, виброрейки и площадочные подвесные. В площадочных вибраторах рабочим органом является гладкая плита с жестко закрепленным на ней вибратором. Такие вибраторы применяют для бетонирования плит перекрытий и тонких бетонных подготовок под полы, складских и других площадок.
Для поверхностного вибрирования применяют также виброрейки. Виброрейка — это разновидность поверхностных вибраторов. Их применяют при бетонировании участков полов, цементных стяжек. При бетонировании дорожного покрытия толщиной 150 — 200 мм применяют более массивные виброуплотнители — вибробрусы.

29.Твердение бетона методы ускорения твердения бетона

Твердение бетона после заливки неизбежный процесс. Качество залитого бетонного изделия напрямую зависит от мероприятий проведенных в момент твердения бетона.

После укладки и начала схватывания бетон выстаиваться в условиях, которые обеспечивают набор нужной прочности и качества. Твердение бетона – это сложный физико-химический процесс взаимодействия воды и цемента, результатом которого станет возникновение новых соединений. Проникновение воды в частицы цемента происходит постепенно, что и является причиной долгого набора прочности.

Большое значение при наборе прочности имеет влажная среда. Бетон, который твердеет во влажных условиях значительно прочнее твердеющего в сухом пространстве. При сухой среде вода быстро испаряется из бетона и его твердение замедляется или совсем останавливается. В связи с этим, преждевременное высыхание бетона, до достижения нужной прочности допускать нельзя.

22. Технология приготовления бетонной смеси

Технологический
процесс бетонирования конструкций,
включает приготовление бетонной смеси
и транспортирования ее на строящийся
объект, подачу, распределение, укладку
и уплотнение ее в конструкции, уход за
бетоном в процессе твердения.

Бетонную
смесь нельзя заготовить заранее и
перевозить на большие расстояния. После
приготовления она должна быть доставлена
и уложена в блоки сооружения до начала
схватывания (обычно 1…3 ч). Поэтому
бетонную смесь необходимо приготавливать
вблизи мест её укладки так, чтобы время
нахождения её в пути в летнее время не
превышало 1 ч.

Бетонную
смесь приготовляют на механизированном
или автоматизированном бетонном заводе
в готовом виде доставляют на строительство
или приготавливают на приобъектных
инвентарных (передвижных) бетоносмесительных
установках.

Приготовление
бетонной смеси
состоит из следующих операций: прием
и складирование составляющих материалов
(цемента, заполнителей), взвешивание
(дозирование) и перемешивания их с водой
и выдачи готовой бетонной смеси на
транспортные средства. В зимних условиях
в данный технологический процесс
включают дополнительные операции.

Бетонную
смесь приготавливают по законченной
или расчлененной технологии. При
законченной технологии в качестве
продукта получают готовую бетонную
смесь, при расчлененной – отдозированные
составляющие или сухую бетонную смесь.
Основными техническими средствами для
выпуска бетонной смеси являются
расходные бункера с распределительными
устройствами, дозаторы, бетоносмесители,
системы внутренних транспортных средств
и коммуникаций, раздаточный бункер.

Технологическое
оборудование стационарного типа для
приготовления бетонной смеси может
быть решено по одноступенчатой и
двухступенчатой схемам.

Одноступенчатая
(вертикальная) схема (рис. 6.1, а)
характеризуется тем, что составляющие
материалы бетонной смеси (вяжущие,
заполнители, вода) поднимаются в верхнюю
точку технологического процесса один
раз и далее перемещаются вниз под
действием собственной силы тяжести по
ходу технологического процесса.
Достоинства: компактны, экономичны, а
недостатки — сложность монтажа (из-за
значительной высоты, до 35 м).

При
двухступенчатой (партерной) схеме (рис.
6.1, б) подъем составляющих материалов
бетонной смеси происходит дважды, т.е.
составляющие бетонной смеси сначала
поднимают в расходные бункера, затем
они опускаются самотеком, проходя через
собственные дозаторы, попадают в общую
приемную воронку и снова поднимаются
вверх для загрузки в бетоносмеситель.
Достоинством данной схемы является
меньшая стоимость монтажа, а недостатком
– большая площадь застройки.

При
потребности в бетонной смеси не более
20 м³/ч
обычно применяют передвижные мобильные
бетономешалки со смесителями
гравитационного типа.

Рис.
6.1. Схемы компоновки бетоносмесительных
заводов и установок: а – одноступенчатая;
б – двухступенчатая; 1 – конвейер склада
заполнителей

в
расходные бункера; 3, 9, 10 – поворотная
направляющая и распределительная; 4 –
расходные бункера; 5 – трубопровод
подачи цемента; 6 – дозатор цемента; 7
– дозатор заполнителей; 8 – дозатор
воды; 11 – бетоносмесители; 12 – раздаточный
бункер; 13 — автобетоновоз; 14 –
автоцементовоз; 15 – скиповый подъемник.

Конструкция
бетоносмесительных установок позволяет
переводить из рабочего в транспортное
положение в течение одной рабочей смены
и транспортировать их на прицепе на
очередной объект. Использование таких
установок целесообразно на крупных
рассредоточенных объектах, расположенных
от стационарных бетонных заводов на
расстояниях, превышающих технологически
допустимые.

Бетонные
заводы обычно выпускают продукцию двух
видов – отдозированные составляющие
и готовую бетонную смесь.

В
качестве оборудования для приготовления
обычной бетонной смеси применяют
смесители цикличного и непрерывного
действия.

Бетоносмесители
цикличного действия различаются по
объему готовой смеси, выдаваемой за
один замес.

Производительность
цикличного бетоносмесителя

П
= q·n·k_в/1000,
м³/ч

где
q
– объем
готовой бетонной смеси за один замес,
л; n
– число замесов в один час; k_в
– коэффициент использования
бетоносмесителя по времени (0,85…0,93).

Загрузку
бетоносмесителя цикличного действия
производят в следующей последовательности:
сначала в смеситель подают 20…30%
требуемого на замес количества воды,
затем одновременно начинают загружать
цемент и заполнители, не прекращая
подачи воды до необходимого количества.
Цемент поступает в смеситель между
порциями заполнителя, благодаря чему
устраняется его распыление.
Продолжительность перемешивания
бетонной смеси зависит от вместимости
барабана смесителя и необходимой
подвижности бетонной смеси и составляет
от 45 до 240 с.

Бетоносмесители
непрерывного действия выпускаются
производительностью 5, 15, 30 и 60 м³/ч,
а машины гравитационного типа с
барабанным смесителем – производительностью
120 м³/ч.
Продолжительность перемешивания в
этих бетоносмесителях указывают в
паспортах машин.

При
приготовлении бетонной смеси по
раздельной технологии необходимо
соблюдать следующий порядок: в смеситель
дозируется вода, часть песка, тонкомолотый
минеральный наполнитель (в случае его
применения) и цемент. Все эти составляющие
тщательно перемешиваются, полученную
смесь подают в бетоносмеситель,
предварительно загруженный оставшейся
частью песка и воды, крупным заполнителем
и еще раз вся эта смесь перемешивается.

Состав
бетонной смеси должен обеспечивать
заданные ей свойства, а также свойства
затвердевшего бетона.

К
бетонной смеси предъявляют определенные
требования:

1)
она должна сохранять однородность (при
транспортировании, перегрузке и укладке
в опалубку), которая обеспечивается
связностью (нерасслаиваемостью) и
водоудерживающей способностью. Все
это достигается правильным подбором
состава смеси, точностью дозировки
составляющих и тщательным перемешиванием
всех компонентов;

2)
обладать удобоукладываемостью.
Удобоукладываемость – это способность
бетонной смеси под действием вибрации
растекаться и заполнять форму. Она
зависит от зернового состава смеси,
количества воды, степени армирования,
способов транспортирования и уплотнения
смеси.

Все
большее применение находит сухая
строительная смесь (ССС) – смесь
вяжущего, заполнителей, добавок,
пигментов, отдозированных и перемешанных
на заводе, и затворяемых водой перед
употреблением. Точное дозирование
компонентов позволяет получать более
высокие технические характеристики
готовой продукции по сравнению со
смесями полученными, приготовляемыми
на строительной площадке. Важным
достоинством сухих смесей является
возможность добавления в них химических
добавок и микронаполнителей, как
улучшающих их структуру, так и
подготовленных для применения в холодное
время года.

Технология
транспортирования бетонных смесей

Транспортирование
бетонной смеси
включает в себя доставку ее от места
приготовления на строительный объект,
подачу смеси непосредственно к месту
укладки или же перегрузку ее на другие
транспортные средства или приспособления,
при помощи которых смесь доставляют в
блок бетонирования. Блоком бетонирования
называют подготовленную к укладке
бетонной смеси конструкцию или ее часть
с установленной опалубкой и смонтированной
арматурой.

На
практике процесс доставки бетонной
смеси в блоки бетонирования осуществляют
по двум схемам:

—
от места приготовления до непосредственной
разгрузки в блок бетонирования;

—
от места приготовления до места разгрузки
у бетонируемого объекта, с последующей
подачей бетона в блок бетонирования.
Эта схема предусматривает промежуточную
разгрузку бетонной смеси.

Транспортирование
и укладку бетонной смеси необходимо
осуществлять специализированными
средствами, обеспечивающими сохранение
заданных свойств бетонной смеси.

Транспортирование
бетонной смеси от места приготовления
до места разгрузки или непосредственно
в блок бетонирования осуществляют
преимущественно автомобильным
транспортом, а транспортирование от
места разгрузки в блок бетонирования
– в бадьях кранами, подъемниками,
транспортерами, бетоноукладчиками,
вибропитателями, мототележками,
бетононасосами и пневмонагнетателями.

Способ
транспортирования бетонной смеси к
месту ее укладки выбирают в зависимости
от характера сооружения, общего объема
укладываемой бетонной смеси, суточной
потребности, дальности перевозки и
высоты подъема. При любом способе
транспортирования смесь должна быть
защищена от атмосферных осадков,
замораживания, высушивания, а также от
вытекания цементного молока.

Допустимая
продолжительность перевозки зависит
от температуры смеси при выходе из
смесителя: она не должна превышать 1 ч
при температуре 20-30°С; 1,5 ч — 19-10°С; 2 ч —
9-5°С. Длительная перевозка по плохим
дорогам приводит к ее расслаиванию.
Поэтому в транспортных средствах без
побуждения смеси в пути не рекомендуется
перевозить на расстояние больше 10 км
по хорошим дорогам и больше 3 км — по
плохим.

Выбор
транспортных средств
осуществляют исходя из условий
строящегося объекта: объема бетонных
работ; срока их производства; расстояния
перемещения; размера сооружения в плане
и по высоте; ТЭП (производительности,
скорости передвижения, удельной
стоимости перевозки). Кроме того,
необходимо учитывать также требования
сохранения свойств бетонной смеси —
недопущения распада, изменения
однородности и консистенции.

Для
перевозки смеси на объект широко
применяют автомобильный транспорт –
самосвалы общего назначения, бетоновозы
и автобетоносмесители (миксеры).

Перевозка
смеси самосвалами.
Недостатки: возникают трудности по
защите смеси от замерзания, высушивания,
утечки цементного молока через щели в
кузовах, необходимость ручной очистки
кузова.

Перевозка
бетонной смеси бетоновозами,
оборудованными герметичными
опрокидывающимися кузовами мульдообразной
формы. Достоинства: перевозка смеси
возможна на расстояние до 25-30 км, причем
без расплескивания ее и вытекания
цементного молока.

Перевозка
смеси автобетоносмесителями (миксерами).
Это наиболее эффективное средство
транспортирования. Автобетоносмесители
загружаются на заводе сухими компонентами
и в пути следования или на стройплощадке
приготавливают бетонную смесь.
Вместимость автобетоносмесителей по
готовому замесу от 3 до 10 м³.
Перемешивание компонентов с водой
обычно начинается за 30 – 40 мин до
прибытия на объект. В автобетоносмесителях
(миксерах) выгодно перевозить также
готовые бетонные смеси вследствие
имеющейся возможности их побуждения
в пути за счет вращения барабана.
Достоинства: дальность перевозки сухих
компонентов смеси в автобетоносмесителях
технологически не ограничена.

Доставленную
на объект бетонную смесь можно выгружать
непосредственно в конструкцию (при
бетонировании конструкций расположенных
на уровне земли или малозаглубленных)
или перегружать в промежуточные емкости
для последующей подачи на место
бетонирования.

В
бетонируемые конструкции смесь подают
кранами в неповоротных или поворотных
бадьях или ленточными конвейерами
(транспортерами), бетононасосами и
пневмонагнетателями (по трубам),
звеньевыми хоботами и виброхоботами,
ленточными бетоноукладчиками. Поворотные
бадьи
вместимостью 0,5 – 8 м³
загружают непосредственно из самосвалов
или бетоновозов. Ленточные
передвижные конвейеры
применяют, когда подать смесь к месту
укладки средствами доставки или в
бадьях трудно или невозможно. Конвейерами
длиной до 15 м подают смесь на высоту до
5,5 м. Для уменьшения высоты свободного
падения смеси при выгрузке, применяют
направляющие щитки или воронки.
Недостаток: конвейеры в процессе
бетонирования необходимо часто
переставлять.

Поэтому
более эффективны в этом отношении
самоходные ленточные бетоноукладчики,
смонтированные на базе трактора,
оборудованные скиповым подъемником и
ленточным конвейером длиной до 20 м. Для
подачи смеси в конструкции, расположенных
в стесненных условиях и в местах, не
доступных для других средств транспорта
применяют
бетононасосы.
Они подают смесь по стальному разъемному
трубопроводу (бетоноводу) на расстояние
по горизонтали до 300 м и по вертикали
до 50 м. Также для бесперегрузочной
подачи смеси и ее укладки используют
пневмонагнетатели.
Максимальная дальность транспортирования
ими — 200 м по горизонтали или до 35 м по
вертикали при подаче до 20 м³/ч.
Для подачи и распределения смеси
непосредственно на месте укладки при
высоте 2 – 10 м применяют хоботы,
представляющие собой трубопровод из
конусных металлических звеньев и
верхней воронки; виброхоботы,
представляющие собой звеньевой хобот
с вибратором. На загрузочной воронке
вместимостью 1,6 м³
и секциях виброхобота диаметром 350 мм
через 4-8 м устанавливают вибраторы-побудители,
а также гасители.

Подачу
и распределение бетонной смеси в
конструкции на расстоянии до 20 м с
уклоном к горизонту 5-20° обеспечивают
виброжелобами
в сочетании с вибропитателем
вместимостью 1,6 м³.
Им можно укладывать смеси до 5 м³/ч
при угле наклона 5°, а при угле 15° — до
43 м³/ч.

Бетон: Базовая смесь

Бетон: Базовая смесь

Общее руководство для учителя по приготовлению бетона

Физические свойства плотности и прочности бетона частично определяются пропорциями трех основных ингредиентов: воды, цемента и заполнителя. Вы можете выбрать дозировку ингредиентов по объему или по весу. Дозирование по объему менее точное, однако из-за временных ограничений, связанных с периодом обучения, этот метод может быть предпочтительным.

Базовая смесь раствора может быть приготовлена ​​в соотношении 1 вода: 2 цемента: 3 песка. С помощью этой базовой смеси можно проводить большую часть студенческой деятельности. Еще одно «старое эмпирическое правило» для смешивания бетона: 1 цемент: 2 песка: 3 щебня по объему. Смешайте сухие ингредиенты и медленно добавляйте воду, пока бетон не станет работоспособным. Эта смесь может нуждаться в изменении в зависимости от заполнителя, используемого для получения бетона с подходящей удобоукладываемостью. Смесь не должна быть слишком густой или слишком небрежной.Трудно сформировать хорошие образцы для испытаний, если они слишком жесткие. Если он будет слишком неаккуратным, вода может отделиться от смеси (потечь).

Помните, что вода — ключевой ингредиент. Слишком много воды приводит к слабому бетону. Слишком мало воды приводит к тому, что бетон становится непригодным для обработки.

Предложения:

1. Если используются заранее определенные количества, метод, используемый для изготовления бетона, состоит в том, чтобы высушить твердые частицы и затем медленно добавить воду (с добавками, если они используются).
2. Обычно растворяют добавки в воде для замеса перед добавлением ее в бетон. Суперпластификатор — исключение.
3. Формы можно изготавливать из многих материалов. Цилиндрические формы могут представлять собой пластиковые или бумажные трубы, изоляцию труб, чашки и т. Д. Бетон должен легко удаляться с форм. Для лабораторных испытаний использовалась изоляция труб из строительного магазина. С этим пеноподобным материалом было легко работать, и его можно было повторно использовать с добавлением ленты. Дно форм может быть заклеено, закупорено, установлено на стеклянные пластины и т. Д.Небольшие пластиковые поддоны для взвешивания или банановые тарелки Dairy Queen можно использовать в качестве форм для лодок или каноэ.
4. Если проводятся тесты на сжатие, может быть интересно нанести универсальный индикатор на сломанную поверхность и отметить любые изменения цвета изнутри на внешнюю. Вы можете увидеть желтоватую поверхность из-за карбонизации CO ₂ в атмосфере. Внутренняя часть может быть синей из-за гидроксида кальция.
5. Чтобы ответить на пресловутый вопрос: «Это правильно?» может быть проведен тест на осадку.Испытание на осадку включает заполнение перевернутого бездонного конуса бетонной смесью. Из пенополистирола или бумажного стакана со снятым дном получается хороший бездонный конус. Обязательно набейте бетон несколько раз при заполнении конуса. Осторожно снимите конус, подняв его прямо вверх. Поместите конус рядом с кучей бетона. Свая должна составлять от 1/2 до 3/4 высоты конуса для бетонной смеси с хорошей удобоукладываемостью. (СМ. ДИАГРАММУ)

6. Для укрепления образцов и повышения гидратации бетон замочите в воде (после того, как он застынет).
7. Влажный песок может содержать значительное количество воды, поэтому для компенсации необходимо уменьшить количество воды для смешивания.
8. Пузырьки воздуха в формах станут слабыми местами во время испытаний на прочность. Их можно устранить:
   
   • i. упаковка бетона.
   • ii. Постукивая по сторонам формы во время заполнения формы.
   • iii. «раскатываем» бетон внутри формы тонким шпателем.
9. Специальные химические вещества, называемые «водовосстанавливающими агентами», используются для улучшения удобоукладываемости при низком соотношении воды к цементу и, таким образом, для повышения прочности.Большинство производителей готовых смесей используют эти химические вещества, известные как суперпластификаторы. Вероятно, они будут готовы дать вам немного бесплатно.
10. Вы можете купить мешок с цементом в местном хозяйственном магазине. В мешке находится 94 фунта (40 кг) цемента. Как только пакет будет открыт, поместите его в мешок (или два) для мусора, хорошо закрытый от воздуха. Это позволит сохранить цемент свежим в течение семестра. Открытый мешок будет собирать влагу, и полученный бетон может быть слабее.Как только цемент образует комки, от него нужно отказаться. Компания по производству готовых смесей в вашем районе может бесплатно предоставить вам цемент в пластиковых ведрах.

Видеоклип

Следующая тема:
Эксперимент 1

Бетон Содержание
Домашняя страница MAST

.

Типы конструкций бетонных смесей и их преимущества

Разработка бетонных смесей — это процесс приготовления бетона с подходящей пропорцией ингредиентов для обеспечения необходимой прочности и долговечности бетонной конструкции. Каждый ингредиент бетона имеет разные свойства, поэтому получить экономичную и качественную бетонную смесь — непростая задача. Ниже рассмотрены виды и преимущества конструкции бетонной смеси.

Типы конструкций бетонных смесей

Расчет бетонной смеси

можно выполнить двумя способами, а именно

1. Бетонная смесь номинальная
2. Разработанная бетонная смесь

1.Номинальная бетонная смесь

Бетонная смесь номинального качества — это низкосортные бетонные смеси, которые используются для мелких и второстепенных работ. В этом методе количество мелкого заполнителя фиксируется независимо от пропорций цемента и крупного заполнителя. Следовательно, качество бетонной смеси будет различным, и требуемая прочность может быть не достигнута.

В Номинальной смеси расчетное водоцементное соотношение также не указано. Марки бетона М20 и ниже готовятся по Номинальной конструкции смеси. Для более высокого класса предпочтительна бетонная смесь.

Рис.1: Номинальная смесь бетона

2. Разработанная бетонная смесь

Разработанная бетонная смесь не содержит заданных диапазонов пропорций. Расчет выполнен с учетом требований прочности бетона. Таким образом, мы можем добиться желаемых свойств бетона как в свежем, так и в затвердевшем состоянии.

Свойства свежего бетона, такие как удобоукладываемость, время схватывания и свойства затвердевшего бетона, такие как прочность на сжатие, долговечность и т. Д.несомненно достигаются этим методом. Для улучшения свойств смеси используются добавки, такие как добавки, замедлители схватывания и т. Д., Кроме основных ингредиентов.

Рис. 2: Бетонная смесь Designed Mix

Используя проектную бетонную смесь, можно проектировать различные марки бетона от самой низкой марки М10 до более высокой марки, такой как М80, также могут быть приготовлены М100. При использовании этого метода также можно удовлетворить требованиям удобоукладываемости каждой смеси от нулевой осадки до 150 мм. Каждая приготовленная смесь после отверждения тестируется в лаборатории, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям или нет.

Преимущества конструкции бетонной смеси

Преимущества конструкции бетонной смеси:

1. Требуемые пропорции каждого ингредиента
2. Качественная бетонная смесь
3. Бетонная смесь экономичная
4. Лучшее использование местного доступного материала
5. Желаемые свойства смеси

1. Желаемые пропорции каждого ингредиента

Основная цель проекта бетонной смеси — определить желаемое соотношение каждого ингредиента, а именно цемента, крупного заполнителя, мелкого заполнителя, воды и т. Д.для получения требуемых свойств получаемой смеси.

Рис. 3: Бетонные ингредиенты

2. Качественная бетонная смесь

Каждый ингредиент, используемый в конструкции бетонной смеси, проверяется на качество. Используются заполнители с хорошей прочностью, формой и удельным весом, не содержащие органических веществ. Используемая вода также хорошего качества, обычно используется питьевая вода.

Бетон хорошего качества улучшает его свойства, такие как прочность, долговечность и т. Д. Дизайнерская смесь, приготовленная из подходящих ингредиентов в соответствующих пропорциях, сама улучшает свойства бетона.

Приготовленная бетонная смесь испытывается на машинах прочности на сжатие, на машинах прочности на разрыв в виде бетонных кубов и цилиндров. Следовательно, рекомендуемую марку бетона можно получить с помощью расчета бетонной смеси.

3. Экономичная бетонная смесь

Обычно для изготовления бетона с номинальной смесью цемента используется больше, чем других материалов, чтобы получить большую прочность, что влияет на стоимость проекта. Это также увеличивает теплоту гидратации и вызывает усадочные трещины в бетоне.

Но, используя конструкцию бетонной смеси, можно разработать бетон необходимой прочности с точным количеством цемента. Это позволяет сэкономить на стоимости проекта и получить экономичную бетонную смесь, а также предотвратить образование усадочных трещин за счет снижения теплоты гидратации.

Рис. 4: Бетонные кубики

4. Лучшее использование местного доступного материала

Конструкция бетонной смеси

позволяет использовать местный материал, такой как крупный заполнитель, мелкий заполнитель и т. Д.только если она хорошего качества. Это снизит стоимость проекта, а также будет способствовать быстрому строительству.

5. Желаемые свойства смеси

Бетон, полученный с помощью конструкции смеси, обладает желаемыми свойствами, такими как удобоукладываемость, долговечность, время схватывания, прочность, непроницаемость и т. Д. При обработке конструкции учитываются некоторые важные факторы, такие как водоцементное соотношение, градация заполнителей и т. Д.

В зависимости от условий строительства или требований, для улучшения свойств бетона используются добавки.Разработанная бетонная смесь отвечает требованиям прочности конструкции против нескольких воздействий окружающей среды и служит на протяжении всего срока службы. В зависимости от требований также могут использоваться различные доступные цементы.

Рис. 5: Испытание свойств затвердевшего бетона

.

Расчет приготовления и пропорции смеси пенобетона с легкими хвостовиками

[1]
Х.Г. Цинь, В.Л. Сан, Дж. Ли и др. Приготовление и свойства пенобетона с неорганическими легкими хвостами.Научный журнал материаловедения. 3 (2013) 103-107.

[2]
Э.К. К. Намбьяр, К. Рамамурти. Модели, связывающие состав смеси с плотностью и прочностью пенобетона с использованием методологии поверхности отклика, J. ​​Cement & Concrete Composites. 28 (2006) 752–760.

DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2006.06.001

[3]
Техническая спецификация на применение легкого пенобетона.GTJ32 / TJ 104-2010, Нанкин; (2010).

[4]
W.X. Ван. Исследование корреляции плотности в сухом состоянии и прочности пенобетона на сжатие, J.Китай Бетон. 6 (2010) 50-53.

[5]
Y.Q. Ли, Л. Чжу, Дж.Л. Ли и др. Исследование по соотношению смеси пенобетона, J. ​​Journal of Xuzhou Institute of Technology (Natural Sciences Edition). 26 (2011) 1-5.

[6]
П.Э. Реган, А. Арасте. Пенобетон на легком заполнителе, J. Struct Eng. 68 (1990) 167–173.

[7]
Пенобетонный блок.JC / T 1062-2007, Пекин; (2008).

[8]
R.C. Доблесть. Ячеистый бетон часть 2. Физические свойства.ACI J 1954, 50: 817–836.

[9]
М. Визажи, Э. Кирсели.Свойства пенобетона в зависимости от параметров воздушной полости, J. Concrete / Beton. 2002 (101): 8–14.

[10]
Д.Олдридж, Т. Анселл. Пенобетон: производство и конструкция оборудования, свойства, области применения и потенциал. В кн .: Материалы однодневного семинара по пенобетону: свойства, применение и последние технологические разработки. Университет Лафборо; (2001).

[11]
ЧАС.Вейглер, С. Карл. Конструкционный бетон на легких заполнителях пониженной плотности — пенобетон на легких заполнителях J. Lightweight Concr. 2 (1980) 101–104.

DOI: 10.1016 / 0262-5075 (80)

-9

[12]
Z.Х. Пан, Л. Ченг, Д. X. Ли и др. Исследование технологии приготовления нового пенобетона с высокими эксплуатационными характеристиками, J. New Building Materials. 5 (2002) 1-5.

[13]
С.Карл, Дж. Д. Ворнер. Пенобетон-смешивание и удобоукладываемость. В: Бартос П.Я.М., редактор. Особая удобоукладываемость и перемешивание. Лондон: E&FN Spon; 1993, с.217–224.

[14]
Э.К.К. Намбияр, К. Рамамурти. Влияние типа наполнителя на свойства пенобетона, J. ​​Cement & Concrete Composites. 28 (2006) 475–480.

DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2005.12.001

.

Оптимизация конструкции смеси высокопрочного бетона с низким содержанием CO2, содержащего микрокремнезем

Поскольку высокопрочный бетон выделяет большое количество CO ₂ из-за высокого содержания вяжущего, сокращение выбросов CO ₂ становится все более значительным важный. В этом исследовании была предложена общая процедура для оптимизации конструкции смеси высокопрочного бетона с низким содержанием CO ₂ , содержащего микрокремнезем. Во-первых, уравнения для оценки силы и осадки были регрессированы на основе имеющихся экспериментальных результатов.Выбросы CO ₂ были рассчитаны на основе бетонных смесей и единицы выбросов CO ₂ компонентов бетона. Используя генетический алгоритм, были определены бетонные смеси с наименьшими выбросами CO ₂ с учетом различных ограничений. Во-вторых, стоимость бетона рассчитывалась исходя из бетонных смесей и удельной стоимости бетонных компонентов. Точно так же на основе генетического алгоритма определялись бетонные смеси с наименьшей стоимостью.Мы обнаружили, что в некоторых случаях смеси с наименьшими выбросами CO ₂ отличались от смесей с наименьшей стоимостью. В-третьих, путем добавления уравнения ограничения стоимости были определены оптимальные по Парето смеси с относительно низкими выбросами CO ₂ и более низкой стоимостью. Таким образом, предлагаемый метод является ценным для проектирования высокопрочного бетона, учитывая как выбросы CO ₂ , так и стоимость.

1. Введение

Высокопрочный бетон все чаще используется в современной строительной индустрии.За счет использования высокопрочного бетона можно получить множество преимуществ, таких как уменьшение количества секций, необходимых в элементах конструкции, увеличение заполняемости зданий и продление срока службы здания [1]. Однако высокопрочный бетон обычно имеет более низкое отношение воды к вяжущему, чем бетон нормальной прочности. Поскольку при производстве высокопрочного бетона используется большое количество вяжущего и выделяется много CO ₂ , сокращение выбросов CO ₂ становится все более важным [2].

Проведены фундаментальные исследования по оценке выбросов CO ₂ высокопрочного бетона. Ларсен и др. [3] обнаружили, что бетон со сверхвысокими характеристиками может дать больше преимуществ по сравнению с традиционной конструкцией бетона. Воу и Фостер [4] и Ю и др. [5] предположили, что использование шлака для производства бетона со сверхвысокими характеристиками может снизить выбросы CO ₂ и потребляемую энергию, а также снизить общие затраты на жизненный цикл. Park et al. [6] оценили выбросы CO ₂ за жизненный цикл бетона с различными уровнями прочности и обнаружили, что жизненный цикл CO ₂ увеличивается линейно по мере увеличения прочности на сжатие.Kim et al. [7] предложили метод оценки выбросов CO ₂ в процессе производства бетона и обнаружили, что применение высокопрочного бетона и стандартизация процесса смешивания могут снизить выбросы CO ₂ на стадии строительства. Latawiec et al. [8] предложили индекс желательности бетона, в котором учитывались эффекты прочности на сжатие, долговечности, выбросов CO ₂ и стоимости на желательность бетона.

С другой стороны, были предложены некоторые методы проектирования материалов из бетона с низким содержанием CO ₂ или недорогого бетона.На основе нейронных сетей и генетического алгоритма Йе [9] предложил программное обеспечение для проектирования бетонных смесей с минимально возможной стоимостью. Мосаберпана и Эрен [10] предложили полный факторный метод для максимизации прочности и минимизации выбросов углекислого газа. Влияние содержания цемента, содержания микрокремнезема, содержания волокна, отношения воды к вяжущему и суперпластификатора учитывается для определения прочности и выбросов CO ₂ . Ян и др. [11] предложил подход к проектированию бетона с низким содержанием CO ₂ , содержащего различные дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола, шлак и микрокремнезем.Tapali et al. [12] предложил итерационный подход к проектированию бетона с низкими экологическими затратами с учетом прочности и срока службы. Хан и др. [13] разработали недорогой высокопрочный самоуплотняющийся бетон, используя методологию поверхности отклика. Оптимальные комбинации цемента, соотношения воды и связующего, мелкого заполнителя, летучей золы и суперпластификатора были определены с использованием функции желательности. Ji et al. [14] объединили нейронные сети и алгоритм поиска гармонии, чтобы найти оптимальную конструкцию реактивного порошкового бетона с наименьшими затратами.Хотя было проведено множество исследований [9–14] по проектированию бетона с низким содержанием CO ₂ или недорогого бетона, необходимо прояснить некоторые вопросы: во-первых, каковы различия между конструкциями смесей с низким содержанием CO ₂ бетон и дешевый бетон? Во-вторых, как мы можем проектировать бетон с низким уровнем выбросов CO ₂ и низкой стоимостью? В-третьих, как мы можем разработать общую методику проектирования бетона с низким содержанием CO ₂ для разных стран, коды проектирования которых могут быть разными?

В этом исследовании мы предложили общую процедуру для оптимизации конструкции смеси высокопрочного бетона с низким содержанием CO ₂ , содержащего микрокремнезем.Используя генетический алгоритм, индивидуально определялись бетонные смеси с наименьшими выбросами CO ₂ и наименьшей стоимостью. Мы обнаружили, что в некоторых случаях смеси с наименьшими выбросами CO ₂ отличались от смесей с наименьшей стоимостью. Кроме того, путем добавления уравнения ограничения стоимости были определены оптимальные по Парето смеси с относительно низкими выбросами CO ₂ и более низкой стоимостью.

Нововведения этого исследования резюмируются следующим образом: во-первых, мы предлагаем общий метод проектирования бетона с низким содержанием CO ₂ ; во-вторых, мы рассматриваем разницу между бетоном с низким содержанием CO ₂ и дешевым бетоном; в-третьих, мы предлагаем оптимальный метод Парето для определения смесей с более низким CO ₂ и более низкой стоимостью.

2. Оптимизация пропорций бетонной смеси

Для оптимизации пропорций смешивания высокопрочного бетона, содержащего микрокремнезем, необходимо установить целевую функцию и ограничивающие условия. В этом исследовании выбросы CO ₂ были помещены в качестве объектной функции. Условия ограничения были желаемой прочности бетона, удобоукладываемости, содержания компонентов, соотношения компонентов и абсолютного объема [9].

2.1. Объект Функция

Общие выбросы CO ₂ для бетона с дымовой смесью кремнезема включают выбросы CO ₂ от бетонных материалов и транспорта, а также от смешивания бетона [15].Общие выбросы CO ₂ можно рассчитать по следующему уравнению [15]: где,, и представляют общие выбросы CO ₂ , CO ₂ выбросы от бетонных материалов, CO ₂ выбросы от транспорта и CO ₂ выбросов от операции смешивания бетона, соответственно. может быть рассчитан в соответствии с бетонной смесью и единицей выбросов CO ₂ компонентов бетона следующим образом: где,,,, и — единицы выбросов CO ₂ цемента, кварцевого дыма, воды, крупного заполнителя, песка, и суперпластификатор, соответственно, и,,,,, и представляют собой массы цемента, микрокремнезема, воды, крупного заполнителя, песка и суперпластификатора в бетонных смесях, соответственно.В таблице 1 показаны выбросы CO ₂ бетонных компонентов [11]. В этом исследовании объектная функция была размещена как.

2.2. Условия ограничения

Функция объекта (минимальный выброс CO ₂ ) подвергается различным ограничениям, например, прочности бетона, удобоукладываемости, составу компонентов, соотношению компонентов и абсолютному объему [9].

Ограничение прочности означает, что расчетная прочность должна быть выше требуемой прочности.Формула для ограничения прочности представлена ​​следующим образом [9]: где — прочность бетона в возрасте т и — требуемая прочность в возрасте т .

Ограничение удобоукладываемости свежего бетона показано в следующем уравнении [9]: где — требуемая осадка бетона.

Диапазон содержания компонентов показан следующим образом: где компонентами являются цемент, микрокремнезем, связующее, вода, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и суперпластификатор. В таблице 2 приведены нижний и верхний пределы содержания компонентов бетона [16].