Как рассчитать куб бетона для заливки: сколько бетона нужно на фундамент

Содержание

Как рассчитать объем бетона? 👷 Евробетон

При составлении строительных смет производится расчет материалов. Их стоимость и расход позволяют определить общую цену застройки, а также сэкономить на возведении несущей конструкции. Зная объем бетонной смеси для каждого типа фундаментов, владелец застройки сможет правильно подобрать основание для своего дома.

Расчет объема бетона для свайного фундамента

Столбчатый фундамент – несущая конструкция, для возведения которой используют винтовые сваи и бетонную заливку. Независимо от типа сечения, расход материалов рассчитывается по формуле:

V= S*H, где:

V – размер лунки;

S – площадь ее основания;

H – высота лунки.

Площадь фундамента свайной лунки – это:

S=п*R2, где:

п – 3.14;

R – радиус лунки/половина диаметра.

Для свай квадратного сечения расчет аналогичен.

В случаях, когда сваи не вбиваются в землю, а устанавливаются в бетонные короба, их кубатура также учитывается.

Формула для ленточного фундамента

Ленточный фундамент – это железобетонная контурная конструкция в основании постройки. Ее параметры соответствуют расположению несущих стен, а глубина зависит от этажности и типа грунта. Для расчета простого ленточного монолита используется следующая формула:

V = S * L, где:

V – вычисляемые габариты фундамента;

S – площадь основания;

L – общая длина фундаментной ленты.

Площадь (S) вычисляют путем сложения ширины ленты (a) и ее высоты (b):

S=a*b

Для увеличения несущей способности конструкции строители часто устанавливают под внутренними стенами и перегородками железобетонные тумбы. Их объем находят с помощью стандартной формулы:

V=a*b*c, где:

V – кубатура тумбы;

a – ширина;

b – высота;

c – длина.

В соответствии со строительными нормами ленточные монолиты комплектуют системой вентиляции. Параметры вентиляционных колодцев вычисляют отдельно:

V=πR2h, где:

V – размер колодца;

π – число Пи;

R2 – квадрат радиуса колодца;

h – его глубина.

Радиус колодца – это половина его диаметра.

Общая кубатура сложного ленточного фундамента определяется путем сложения объемов всех частей конструкции:

Vобщ.= Vвнеш. к. + x(Vтумб) – x(Vколод), где:

V общ – общий V конструкции;

V внеш.к. – V внешнего контура;

V тумб – V каждой тумбы;

x – число тумб и вентиляционных отверстий;

V колод –Vкаждого вентиляционного отверстия (колодца).

Расчет производится в метрах.

Вычисление размера плиты

Плита – монолитная заливка, площадь которой совпадает с площадью постройки. При возведении плитных фундаментов используются ребра жесткости. Они также учитываются в расчетах кубатуры.

Общая формула для монолита включает площадь (S) и толщину(H) плиты:

V=S*H, либо V=a*b*h, где:

a – ширина основание;

b – его длина;

h – высота.

Она пригодна для вычисления кубатуры стен (за вычетом параметров оконных и дверных проемов), железобетонных перекрытий, бассейнов, подвалов, плитных оснований.

Объем ребер жесткости вычисляется по формуле для усеченной пирамиды:

V – объем ребра жесткости;

H – высота ребра;

S1 – площадь нижнего основания;

S2 – площадь верхнего основания.

Чтобы посчитать общие габариты плиты, известные объемы слагают.

Заливка пола

Стяжка пола – выравнивание поверхности с помощью бетонной смеси перед началом отделочных работ. Толщина стяжки варьируется от 4 до 10 см в зависимости от кривизны и дефектов пола. При относительно ровной поверхности расчет бетона производится по стандартной схеме.

В помещениях с неровными полами строители определяют объем заливки по усредненной высоте. При измерении стен, в комнате определяют точки минимальной(Hmin) и максимальной(Hmax) высоты. К величине перепада добавляют высоту стандартной заливки (4 см) и делят пополам:

Получив усредненную высоту пола, строители рассчитывают объем бетонной заливки по стандартной формуле.

Для получения точных расчетов принято использовать строительные калькуляторы. Зная параметры будущей конструкции, можно вычислить ее габариты и требуемое количество бетона. Армирующие элементы составляют от 5 до 10% от общих границ основания и не учитываются при расчетах. Традиционно данная погрешность нивелируется монтажными потерями при заливке материала.

Смотрите также

Как замесить цементный раствор?

Сколько весит куб бетона?

Как выбрать бетонную смесь для производства бордюров

Какой бетон для бани выбрать

Какая марка бетона нужна для фундамента?

Надежная лестница с практичными ступенями из бетона

Как рассчитать нужный объем бетона?

+ ПРОДУКЦИЯ

Бетон М-50 В-3,5
Бетон М-75 В5
Бетон М-100 В-7,5
Бетон М-150 В-12,5
Бетон М-200 В-15
Бетон М-250 В-20
Бетон М-300 В-22,5
Бетон М-350 В-25
Бетон М-400 В-30
Бетон М-450 В-35
Бетон М-500 В-37,5
Бетон М-550 В-40
Бетон М-600 В-45
Бетон М-700 В-50
Бетон М-750 В-55
Бетон М-800 В-60
Бетон М-850 В-65
Бетон М-900 В-70
Бетон М-950 В-75
Бетон М-1000 В-80
Керамзитобетон М-50
Керамзитобетон М-75
Керамзитобетон М-100
Керамзитобетон М-150
Керамзитобетон М-200
Керамзитобетон М-250
Керамзитобетон М-300
Цементный раствор
Фундаментные блоки — ФБС 24-3-6
Фундаментные блоки ФБС 24-4-6
Фундаментные блоки — ФБС 24-5-6
Фундаментные блоки — ФБС 24-6-6
Керамзит

Фундамент-плиту заливают редко, обычно используют ленточный или столбчатый варианты. Расчет столбчатого очень прост: рассчитывают объем одного столба (это простой параллелепипед или цилиндр), затем умножают на количество столбов и получают необходимое количество кубометров бетона. Рассчитать ленточный фундамент немного сложнее. Предположим, размеры здания 10 на 6 метров. Высота фундамента 0,8 м, ширина 0,35 м. Поскольку мы считаем не линии, как на математике, а объемы, то длинные и короткие стороны фундамента считаются отдельно, затем результаты складываются. При этом способе взаимное перекрытие балок в углах вынужденно считается дважды. Это не ошибка, а то самое добавочное количество бетона, которое необходимо купить для страховки.

Приведем пример расчета

0,35*0,8*10*2 = 5,6 (ширина*высота*длина*две стороны = объем длинных балок фундамента).

0,35 х 0,8 х 6*2 = 3,36 (ширина*высота*длина*две стороны = объем коротких балок фундамента).

5,6 + 3,36 = 8,96 (объем всего бетона). Поскольку два «кубика» 0,35*0,35*0,8 посчитаны дважды, запас уже вложен в расчет, и дополнительно он не плюсуется. Можно округлить количество бетона в меньшую (8,9 куб. м) или большую (9 куб. м) сторону.

Если необходимо рассчитать точное количество бетона или нужен еще расчет по перемычкам (например поперечная балка внутри периметра для еще одной несущей стены), то длина коротких балок принимается не за 6 м, а за 6 -(0,35*2) = 5,3 м. В этом случае округляют всегда в большую сторону и к точному количеству бетона добавляют 1-2 куба запаса. Объемом арматуры при расчете пренебрегают.

Практика показывает, что заказывать надо на 1-2 куба бетона больше, чем дает расчет, из-за неизбежных потерь при выгрузке, при проваливании части бетона в подложку (щебень снизу фундамента). Часть бетона окажется выдавленной из опалубки (формы для заливки). Ну и наконец, при трамбовке объем фактически заполнившего в форму бетона оказывается больше расчетного. Лучше купить немного лишнего (и затем из избытка бетона, скажем, в заранее на этот случай подготовленные формы отлить тротуарную плитку или залить дорожку), чем получить недостаточно полный и прочный фундамент.

Возврат к списку

+7 343
319-11-88

отправить
заявку

Свяжитесь с нами для консультации

+7 343
319-11-88

[email protected]
г. Екатеринбург
ул. Архитектора Белянкина, 39

+7 343

319-11-88

[email protected]

г. Екатеринбург
ул.Суходольская, 197

ПОЗВОНИТЬ

ОБРАТНЫЙ ЗВОНОК

Калькулятор бетонных цилиндров

Этот калькулятор бетонных цилиндров поможет вам определить, сколько бетона вам потребуется для заполнения ваших цилиндрических форм при строительстве бетонных цилиндрических колонн. Этот инструмент также работает как калькулятор веса бетонного цилиндра , чтобы помочь вам при покупке бетона, поскольку поставщики могут запрашивать вес вместо объема. Продолжайте читать, чтобы узнать:

Как пользоваться калькулятором бетонных цилиндров ; и
Как рассчитать объем бетона цилиндрических колонн .

Как использовать этот объем бетонного цилиндра калькулятор

Допустим, нам нужно изготовить 10 образцов бетонных цилиндров для испытаний на прочность на сжатие новой марки цемента, и мы решили использовать бетонные цилиндры размером 4 дюйма в диаметре и 8 дюймов в высоту . Мы хотим знать, сможет ли новая марка цемента достичь прочности на сжатие 2,9.00 фунтов на кв. дюйм с использованием соотношения цементной смеси 1:1,5:3 . Вот шаги, чтобы узнать, сколько бетона нам потребуется для этого теста, с помощью нашего калькулятора:

Введите 4 дюйма для диаметра и 8 дюймов для высоты .
Введите 10 для количества необходимых бетонных цилиндров. Наш калькулятор уже покажет конкретный объем 1005,3 кубических дюйма к этому времени.
В разделе Бетонные материалы, необходимые в разделе нашего инструмента, выберите Я буду смешивать свой собственный бетон для Бетонная смесь , так как мы испытываем новую цементную смесь и хотели бы смешивать наш собственный бетон.
Выберите 1:1,5:3 (20,0 МПа или 2900 фунтов на кв. дюйм) для Соотношение бетонной смеси для этого конкретного теста.
Наконец, введите процент отходов для учета любых потерь или утечек бетона в процессе заливки. скажем 5% .

Выполнив эти шаги, вы увидите в нашем калькуляторе бетонных цилиндров, что нам нужен общий объем 10,55,6 дюймов³ бетона , где нам потребуется 191,92 дюймов³ цемента , 807921 2 песка и 575,8 дюйма³ гравия для выбранной нами бетонной смеси.

Если вы знаете, сколько стоит каждый материал, вы можете перейти к нашему калькулятору Расширенный режим , чтобы ввести эти значения, чтобы оценить, сколько будут стоить ваши материалы.

С другой стороны, что, если мы хотим рассчитать вес и объем бетонного цилиндра вручную? Мы поговорим об этом в следующем разделе этого текста.

Расчет объема цилиндрической колонны и веса бетонного цилиндра

Допустим, наш план предусматривает строительство 4 бетонных цилиндрических колонн размером 20 дюймов в диаметре и 9 футов (или 108 дюймов) в высоту 93\\ &≈ 0,7272\ \text{кубических ярдов}\\ \end{align*}}V=π×d2×h/4=π×(20 дюймов)2×108 дюймов/4=33 929 дюймов3≈0,7272 кубических ярда

где:

ВВВ – Объем бетон нам нужен для одиночной колонны;
ddd – Диаметр колонны, которую нам нужно построить; и
ччч – Высота каждого столбца.

Мы умножаем наш расчетный объем на количество колонн, которые нам нужны, чтобы найти необходимый общий объем бетона. Сейчас также лучшее время, чтобы рассмотреть процент потерь, возможно, снова 5%. 93 \раз 4\раз (1 + \text{0.05})\\ &≈ 3,0543\ \text{кубических ярдов}\\ \end{align*}}Vtotal=V×n×(1+wastage)=0,7272 ярда3×4×(1+0,05)≈3,0543 кубических ярда

где:

VtotalV_\text{total}Vtotal – Всего необходимо бетона; и
nnn – Число или количество столбцов, которые нам нужно построить.

Для расчета веса бетонного цилиндра нам нужно умножить рассчитанный объем на плотность бетона, который мы хотим использовать, скажем, 93= 11,\!780,97\ \text{фунтов}3,0543 ярда3×4050 фунтов/ярдов3=11 780,97 фунтов

💡 При конструировании бетонных цилиндров одним из удобных способов является использование легкодоступных трубных форм , таких как Sonotubes . Вы можете проверить наш калькулятор бетона сонотруб, чтобы узнать больше об этом.

`Хотите узнать больше?`

Если вы находите этот инструмент интересным и хотели бы узнать больше о бетоне, вот список других наших калькуляторов бетона, которые вы можете проверить:

Калькулятор бетона;
Калькулятор бетонной колонны;
Бетонометр для бетонных труб; и
Калькулятор стоимости бетонного подъезда.

`Часто задаваемые вопросы`

`Для чего используются бетонные цилиндры?`

Бетонные цилиндры имеют множество применений. Мы можем использовать их как колонны , стойки и даже как балясины . Помимо этих целей, мы также используем бетонные цилиндры для испытаний бетона на прочность на сжатие . Мы также можем сделать крошечные (например, 3 дюйма в диаметре и 3 дюйма в высоту) в качестве бетонных распорок для поднятия арматурных стержней фундамента перед заливкой бетона.

`Как узнать объем бетонного цилиндра?`

Чтобы узнать, сколько бетона нужно для заполнения опалубки:

Измерьте внутренний диаметр и высоту формы.
Возьмите объем пресс-формы, используя это уравнение:
объем = π × диаметр² × высота / 4 .
Умножьте объем на плотность бетона , обычно 150 фунтов/фут³ (2400 кг/м³), чтобы найти вес требуемого объема бетона.
Вы можете добавить не менее 5% вашего бетона, чтобы покрыть любые потери бетона в процессе заливки.

`Какова площадь основания бетонного цилиндра?`

Площадь основания бетонного цилиндра равна его объему, деленному на его высоту. Скажем, бетонный цилиндр имеет объем 340 кубических дюймов и высоту 12 дюймов. Тогда его площадь составит 340 дюймов³ / 12 дюймов = 28,33 дюйма² .

Следовательно, его диаметр будет равен:

√(4 × площадь / π) = √(4 × 28,33 / π) = 6,005 дюйма ≈ 6 дюймов .

И его общая площадь поверхности будет:

(π × диаметр × высота) + (2 × площадь) = (π × 6 × 12) + (2 × 28,33) = 282,85 дюйма² .

`Калькулятор объема бетона`

- Руководство Автор Corin B. Arenas , опубликовано 14 июня 2021 г.

Вездесущий бетон лежит в основе современного общества в самом буквальном смысле. Сегодня в каждом городе и поселке вы обязательно увидите хотя бы одну вещь, сделанную из этого вещества. Сами здания частично построены из бетона. Бетонные мосты, тротуары и дороги соединяют мир. Неудивительно, почему мы называем современный город «бетонными джунглями».

Бетон – чудо химии. С его помощью строители создают внушительные и красивые чудеса инженерной мысли. Хотя впервые его усовершенствовали римляне, он стал синонимом современности. Во всем мире бетон остается ключевым компонентом инфраструктуры и жилищного строительства.

`Что такое бетон?`

На неопытный взгляд кусок битого бетона напоминает камень. Это не случайно. Сырьем для бетона являются осадочные породы. Более пристальный осмотр покажет его истинную природу как композитного материала. Чтобы создать бетон, строители должны смешать пять основных ингредиентов:

Вяжущая смесь (цемент): Это реактивное вещество, которое затвердевает при смешивании с водой. Полученная суспензия затвердевает и связывает оставшиеся ингредиенты вместе, создавая бетон. В настоящее время предпочтительным связующим материалом является портландцемент. Другие доступные материалы для связывания включают известь и вулканический пепел.
Крупный заполнитель: Это крупные комки, которые добавляют объем и вес бетонной смеси. Наиболее распространенными заполнителями являются щебень и гравий.
Мелкий заполнитель: Это мелкозернистые вещества, такие как песок, которые увеличивают объем готового бетона. В совокупности крупные и мелкие заполнители составляют основную часть массы бетона до 70 процентов.
Воздух: Бетон должен иметь воздушные карманы, чтобы облегчить расширение и сжатие.
Вода: Это катализатор, который запускает реакцию.

Бетон образуется в результате сложной реакции, которая начинается, когда вода смешивается с цементом. Эти двое создают желеобразную массу, которая удерживает любой смешанный с ними материал. Через 3-4 часа гель выпускает микроскопические усики из каждой крупинки цемента. Эти усики опутывают любые взвешенные между ними частицы заполнителя. В течение нескольких дней усики затвердевают, фиксируя смесь на месте.

После завершения процесса бетон схватывается. Полученный материал плотный и твердый. После того, как усики затвердеют, их почти невозможно прорвать под давлением вниз.

Все мокрые

Не испарение делает бетон твердым. Поскольку портландцемент реагирует на присутствие воды, он создает слой трехкальциевого силиката. Этот слой образуется быстро и предотвращает переувлажнение бетона. Чтобы обеспечить самый прочный бетон, строители должны использовать правильное количество воды. Иногда строители должны избегать попадания слишком большого количества воды на бетон. В других случаях инженеры должны поддерживать бетон во влажном состоянии в процессе, называемом отверждением.

При правильном подборе состава некоторые бетонные смеси можно затвердевать под водой. Таким образом, инженеры могут строить бетонные основания мостов, плотин и портов.

Некоторые добавки к цементу помогают повысить долговечность бетона в экстремальных условиях. Цементы с воздухововлекающими добавками позволяют пузырькам воздуха образовываться внутри бетона. Воздушные карманы дают водяному пару место для расширения в условиях замерзания. Это помогает сделать бетон более устойчивым к трещинам при экстремально низких температурах. Инженеры должны следить за тем, чтобы эти воздушные карманы были небольшими. Большие воздушные карманы в бетоне могут привести к усадке и растрескиванию.

Специальные цементы могут включать золу пуццолана для дальнейшего увеличения прочности. Это обычная добавка к цементам, используемым в нефтяных скважинах. Другие добавки могут быть использованы для замедления реакции. Это предотвратит слишком быстрое схватывание смеси.

Бетон ведет себя как пористая жидкость при первом смешивании. Во влажном состоянии строители могут придавать ему различные формы. У рабочих есть ограниченное время для формования и придания формы бетону до того, как он схватится. Эта пластичность делает его универсальным веществом. Строители могут создавать всевозможные сложные формы, используя формованный бетон. Впечатляющие примеры включают Канадскую национальную башню и Сиднейский оперный театр.

`Цемент`

Большинство неспециалистов используют бетон и цемент как синонимы в обычном разговоре. На самом деле это два очень разных вещества. Цемент – это вяжущее вещество, скрепляющее бетон. Он существует уже несколько тысячелетий, намного дольше, чем существует бетон.

Ранние современные формы бетона используют натуральные цементные смеси. Их нужно только нагреть, чтобы их можно было использовать. Их качество варьируется, так как концентрации материалов неоднородны. Искусственные цементные смеси имеют более стабильное соотношение компонентов. Таким образом, их качество предсказуемо. Именно использование цементных смесей в штукатурке привело к созданию современного бетона.

Наиболее популярным цементом, используемым сегодня в бетоне, является портландцемент. Он также используется в каменных конструкциях и в качестве связующего для штукатурки стен. Этот цемент представляет собой смесь четырех различных соединений:

.

Трикакций Силикат (3CAO · SIO ₂)
Дикалциум Силикат (2CAO · SIO ₂)
Aluminate (3CAO · AL ₂ O _{3 _{3 _{3333333333333333333333333333333333333333333.CAL Ал ₂ О ₃ Fe ₂ O ₃ )}}}

Эти вещества вступают в реакцию с водой с образованием бетонной пасты. Это каменистая сетчатая матрица, которая придает бетону твердость и долговечность.

Производство цемента

Основным ингредиентом при создании портландцемента являются осадочные породы. К ним относятся известняк и мел. Другие смешанные материалы включают глину и горные породы, такие как сланец и сланец. Ингредиенты измельчаются и перемешиваются. Затем ингредиенты нагревают и взбивают в печи с добавлением гипса.

В процессе, называемом спеканием, смесь сплавляется. Полученный материал, клинкер, необходимо измельчить. Основные марки цемента состоят только из молотого клинкера и почти ничего. В полученную мощность подмешивают другие добавки, создавая другие марки цемента. При производстве клинкера образуется большое количество загрязняющих веществ в виде двуокиси углерода (CO2).

Другим предпочтительным веществом для цемента является гидравлическая известь. Известь была ключевым ингредиентом римского цемента и веками оставалась популярной в Европе. В отличие от портландцемента, известковый цемент создает пористый бетон. Это делает его менее чем идеальным для современных зданий, которые часто должны быть водонепроницаемыми.

Тем временем защитники наследия

предпочитают известковый раствор и бетон при восстановлении старых построек. Многие старые здания построены из более мягких материалов. Хрупкость известкового раствора можно использовать для предотвращения повреждений этих старых зданий. Когда здания качаются, раствор, который легче ремонтировать, разрушается первым. Известь также впитывает воду из внутренних помещений, предотвращая повреждение водой.

`Первый бетон`

Люди на Ближнем Востоке, в Китае и на Балканах разработали собственную раннюю форму бетона. По всему миру цивилизации, работавшие с каменной кладкой, разработали смеси для раствора. Эти простые цементные смеси помогали скреплять сырцовые кирпичи или тесаный камень. Некоторые культуры также использовали ранние цементные смеси в качестве штукатурки для своих внешних стен. Этот каменно-твердый слой не только сделал их стены лучше. Это также защищало их от внешней эрозии.

Первый настоящий бетон был изготовлен из извести, извлеченной из известняка. Они были сделаны набатейцами Древнего Ближнего Востока. Они жили в засушливой, подверженной засухе области. Чтобы обеспечить свои города водой, они построили систему водонепроницаемых колодцев из бетона.

`Римский бетон`

Однако именно римляне возвели бетон в форму искусства. Квалифицированные инженеры Римской империи разработали формулы бетона для различных применений. Они даже создали специальный морской бетон для использования в портах и прибрежных сооружениях.

Римляне построили множество грандиозных инфраструктурных проектов по всей своей империи. Чтобы сделать это возможным, они использовали бетонные смеси вместе с кирпичом и камнем. В дорогах, акведуках и общественных зданиях использовался бетон. И они были построены на века. Многие уцелевшие римские бетонные постройки до сих пор находятся в хорошем состоянии. Одним из самых впечатляющих примеров является римский Пантеон, хорошо сохранившийся цилиндрический храм. Купол здания был впечатляющим техническим достижением римских архитекторов и инженеров. Но у римских инженеров не было железной арматуры. Это препятствовало их способности строить более крупные сооружения.

В качестве бетона римляне использовали пепел и горную породу изверженного (вулканического происхождения). В одном рецепте использовался вулканический пепел из города Путеоли (современный Поццуоли). Известный римлянам как pulvis puteolanus (пыль Путеолов) , Пепел Поццолана дал бетон, идеально подходящий для подводного использования. На суше римские инженеры использовали тип вулканического песка под названием harena fossicia .

И этот рецепт работает. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли проанализировали образцы римского бетона. Они обнаружили, что римская формула создает прочную связь кальций-алюминий-силикат-гидрат. Полученное соединение прочно и стабильно на молекулярном уровне. Римский бетон лучше сопротивляется той же коррозии, чем современный бетон на портландцементе.

К сожалению, большая часть знаний о римском бетоне была утеряна в средние века. Только в 1414 году пуццолановый бетон был открыт заново.

`Прибытие портландцемента`

Современный бетон берет свое начало в Англии, где был изобретен портландцемент. Тип известкового цемента, предшественник портландцемента, был изобретен в 1756 году инженером Джоном Смитоном. Полученная смесь была довольно прочной, хотя и отличалась от современного портландцемента. Смитон использовал свою формулу при строительстве маяка. Он упал только потому, что камень, на котором он стоял, разрушился. Его работа над составом извести проложила путь к более изысканным рецептам бетона.

Другой английский инженер, Джозеф Аспдин, запатентовал первый настоящий портландцемент в 1824 году. Его продукт получил свое название из-за сходства с высококачественным портландцементом. Со временем он усовершенствовал свою формулу, тщательно соблюдая пропорции ингредиентов. Это помогло создать однородный продукт, отсутствующий в натуральных цементах.

Aspdin полагался на стеклование, чтобы сплавить материалы вместе в готовом цементе. В процессе ингредиенты смешались до стеклообразной консистенции. Полученный материал измельчали для использования. Витрификация требовала высоких температур. Ингредиенты должны сгореть в печи, чтобы добиться этой реакции.

Улучшения на этом этапе помогли повысить качество и количество производимого цемента. Первой крупной инновацией стала вращающаяся печь. Ее изобрел английский инженер Фредерик Рэнсом в 1873 году. Эта печь не только помогала производителям хорошо смешивать ингредиенты. Это также помогло им управлять внутренней температурой. Еще одной важной вехой стала длинная печь, запатентованная в 1909 году Томасом Эдисоном. Его печь имела длину 150 футов (45,72 метра), что позволяло ему значительно увеличить производство. Сегодняшние печи еще длиннее — 500 футов (152,4 метра).

`Бетонные здания`

В отличие от римлян, европейцы XIX века относились к бетону скромно. Строители часто использовали бетон для промышленных сооружений, таких как фабрики и склады. Сначала они не рассматривали бетон как строительный материал для домов и общественных зданий. Таким образом, его внедрение в жилую архитектуру было медленным.

В 1850 году Франсуа Куанье впервые применил бетон в жилых домах. Французский промышленник также использовал наружные стальные стержни для поддержки бетонных стен. Это были предшественники железобетона. В 1854 году Уильям Б. Уилкинсон приказал построить бетонный домик для прислуги. Этот простой дом — первая резиденция из настоящего железобетона.

В качестве материала для роскошных домов бетон оставался непопулярным до 1875 года. К тому времени американский инженер Уильям Уорд заказал бетонный особняк, получивший название Ward Castle. Дом должен был стать несгораемым убежищем для него и его жены. Здание все еще стоит сегодня в Порт-Честере, Нью-Йорк.

Стены

Ward выглядели как более «приемлемая» каменная кладка. Эти декоративные фасады помогли повернуть общественное мнение в пользу бетонной архитектуры. Аналогичный подход применил в 1902 году французский архитектор Огюст Перре. Он спроектировал жилой дом из железобетона в Париже, фасад которого производил впечатление на зрителей. Оттуда бетонные здания могли идти только вверх. Это вскоре последовало в 1903 у высотного здания Ingalls Building в Цинциннати, штат Огайо. Обе постройки стоят до сих пор. Бетонная и стальная архитектура продолжала расти на протяжении 20-го и 21-го веков. Самое высокое здание на Земле, Бурдж-Халифа, опирается как на бетон, так и на сталь.

`Время для подкрепления`

Бетон может противостоять огромному давлению вниз. Несмотря на эту прочность, он также очень хрупок. При растяжении усики внутри бетона разваливаются. Стандартный портландцементный бетон имеет прочность на сжатие от 3000 до 6000 фунтов на квадратный дюйм (psi), или примерно от 20 684,27 до 41 368,54 килопаскалей (кПа). Напротив, его прочность на растяжение составляет всего от 300 до 700 фунтов на квадратный дюйм (2757,9до 4826,33 кПа).

Это может быть проблемой для высоких зданий. Им нужно не только поддерживать собственный вес, но и выдерживать порывы ветра. Для большинства современных зданий простой бетон не подходит.

Чтобы решить эту проблему, сегодня инженеры используют железобетон. Они добавляют бетон в предварительно построенный каркас из стальных стержней арматуры (арматуры). Полученный композитный материал может лучше выдерживать растяжение. Арматура в бетоне воспринимает часть силы, приложенной к бетонной матрице. Таким образом, бетон не подвергается большим нагрузкам.

В тяжелых условиях инженеры полагаются на предварительно напряженный бетон. Здесь они протягивают тросы из стальной арматуры через гидравлические домкраты перед заливкой бетона. Натянутые кабели можно закрепить заглушками или отрезать. Когда тросы пытаются отскочить назад, они оттягивают окружающий бетон. В результате получается более прочная бетонная балка.

`Преимущества бетона`

Бетон удивительно долговечен. Хотя и не без ограничений, он превосходит дерево и металл по стойкости. Это особенно заметно в экстремальных условиях, например, под водой. Определенные типы бетона могут противостоять воздействию воды до 50 лет. Подходящая смесь бетона также может выдерживать экстремальные температуры.

Бетон не только прочен, но и очень дешев. Ингредиенты для современного бетона найти довольно легко. В большинстве мест на Земле есть доступ к цементным заводам и карьерам.

Бетону можно придать широкий ассортимент форм. Эти формы действуют как единое целое и сохраняют свою форму. Он твердый, как камень, и с ним легче работать. Действительно, сходство бетона с камнем можно использовать с большим эффектом. Инженеры и дизайнеры могут штамповать бетон, чтобы придать ему желаемую текстуру.

В качестве дорожного покрытия бетон имеет ряд преимуществ перед асфальтом. Поскольку они светло-серого цвета, они отражают больше солнечного излучения в течение дня. Это снижает температуру окружающей среды, поскольку они поглощают меньше тепла. Используемое в городах отражающее бетонное покрытие может помочь уменьшить эффект городского теплового острова.

Наконец, бетон — отличный способ вторичной переработки различных материалов заполнения. Инженеры могут смешивать в бетон различные промышленные отходы. Это уменьшает количество отходов и улучшает целостность бетона.

`Ингредиенты и пропорции`

Не весь бетон одинаков. Изменение пропорций ингредиентов приведет к получению бетона с другими свойствами. Для обеспечения постоянства инженеры и строители используют стандартизированные марки цемента. Они приведут к конкретному идеалу для конкретной цели. Несколько факторов будут влиять на тип бетона, который потребуется инженерам и строителям:

Размер: Большие конструкции требуют более прочных бетонных смесей.
Простота нанесения: Хотя сухой бетон прочнее, его также легче наносить, когда он влажный.
Доставка: Бетон, замешанный на месте, будет использован сразу, поэтому нет необходимости замедлять процесс высыхания. Однако товарный бетон должен перемещаться. Смесь должна медленно реагировать с водяным паром, чтобы оставаться пригодной для использования.
Условия окружающей среды: Строители разрабатывают специальные смеси бетона, устойчивые к обычным условиям. Например, специальные смеси предназначены для затвердевания и выживания под водой.

Первым и наиболее важным компонентом, который следует учитывать, является тип портландцемента. Микроэлементы являются ключевым фактором при выборе цемента. Некоторые заполнители, например, содержат специфические кремнеземы. Они могут помешать созданию бетона. Чтобы нейтрализовать эти химические вещества, используемый цемент должен иметь низкую щелочность.

Строители и инженеры в США признают пять типов цемента. Они обозначены Американским обществом испытаний и материалов (ASTM). Инженеры оптимизировали каждый тип, чтобы он лучше работал в преобладающих климатических условиях.

На большей части территории США мягкий климат. Таким образом, американские строители часто используют в производстве бетона только цемент типа I и II. В других странах цемент типа II не используется.

Сульфатные атаки

Сульфаты — это соединения, содержащие серу. Высокие концентрации сульфатов могут вызвать быструю эрозию бетона двумя способами. Во-первых, сульфаты реагируют с бетонной пастой, которая связывает смесь воедино. Когда это происходит, усики ломаются. Эта реакция также оставляет такие соединения, как эттрингит. По мере того, как эти соединения накапливаются и расширяются, они вызывают растрескивание пасты, что приводит к дальнейшему повреждению. Ущерб, который это оставляет после себя, усугубляется в экстремальных погодных условиях.

Последствия атак сульфатами зависят от типа и концентрации сульфатов в данной местности. По своей природе бетон содержит некоторое количество сульфатов, смешанных с такими заполнителями, как гипс. Некоторые среды имеют более высокие концентрации сульфатов по своей природе. Другие места с большим загрязнением также могут страдать от большего количества сульфатов. Кислотные дожди с высоким содержанием серной кислоты могут вызывать медленное, но разрушительное повреждение бетонных конструкций.

Строители также измеряют прочность полученного бетона в марках. Чем выше класс, тем прочнее бетон. Соотношение компонентов бетона определяет его марку. Например, для бетона марки М25 требуется соотношение смеси 1 : 1 : 2. Это означает соотношение одной части цемента, одной части воды и двух частей крупных заполнителей. Эта смесь имеет прочность на сжатие 3625 фунтов на квадратный дюйм (25000 кПа).

Большинство бетонов, доступных на рынке, поставляются в фиксированных пропорциях, называемых «номинальными смесями». Это стандартные для отрасли пропорции, дающие предсказуемый результат. Бетонные смеси более высоких марок будут иметь расчетные смеси. Это индивидуальные коэффициенты, сформулированные для конкретных нужд строительного проекта. Дизайн-микс каждый раз будет разным. Строители должны тщательно следить за желаемыми соотношениями. Неправильные составы могут создать пустоты в бетоне, что приведет к растрескиванию.

Инженеры сортируют марки по трем категориям: нормальная, стандартная и высокопрочная. В большинстве домов будет использоваться обычный бетон с номинальным для большинства применений. Между тем, в тяжелых строительных проектах часто используются бетонные смеси более высокого качества.

Совет!

Чтобы узнать значение прочности на сжатие в килопаскалях, умножьте номер марки на 1000.

`Вода и обрабатываемость`

Вода – еще один важный элемент, который следует учитывать при составлении рецептуры бетона. Вы должны использовать соответствующее количество воды для катализа реакции. Это также помогает сделать бетон более удобоукладываемым. Бетон с высоким содержанием воды можно относительно легко заливать и формовать.

Однако использование слишком большого количества воды снижает прочность получаемого бетона. Кроме того, избыток воды, оставшийся неиспользованным в реакции, испарится. При этом он создает пустоты в бетоне, из-за чего он теряет часть своей прочности и целостности.

Как правило, чем меньше воды вы используете, тем крепче будет конечный состав. Соотношение воды и цемента — это хороший способ определить необходимое количество воды для ваших нужд. Идеальное соотношение колеблется между 0,4 и 0,6. Чем выше коэффициент, тем слабее бетон. Водоотношение бетона определяет его удобоукладываемость.

Одним из способов измерения содержания воды в бетонной смеси является испытание на осадку. Строители берут конический образец бетона и укладывают его широкой стороной вниз в месте, где нет вибраций. Затем они измеряют результирующее опускание (осадку) конуса, чтобы определить адекватный уровень воды. Конусы, которые почти не проседают (если вообще проседают), идеально подходят для большинства целей.

В разваливающихся шишках слишком много воды или они плохо перемешаны. Обратите внимание, что хорошо удобоукладываемые бетонные смеси не могут пройти испытание на осадку. Они имеют больший объем воды в смеси по конструкции.

`Товарный бетон`

Чтобы сэкономить время, многие строители заказывают товарный бетон, приготовленный по их спецификациям. Инженеры создают формулы до начала проекта. Эти составы поступают на центральный завод, который смешивает бетон в заданных пропорциях. Инженеры получают готовый бетон с помощью знакомых автобетоносмесителей. Как только бетон прибудет, им останется только залить его туда, куда нужно.

Это популярный вариант для масштабных строительных проектов. Помимо удобства товарный бетон имеет ряд преимуществ для строителей. Строителям не нужно покупать или смешивать отдельные компоненты бетона. Благодаря этому строительные проекты потребляют меньше цемента и других материалов. Это значительно экономит время и деньги строителей. Товарный бетон также устраняет неровности бетона, вызванные человеческим фактором. Готовая партия бетона гарантирует стабильность. Кроме того, товарный бетон лучше для окружающей среды. Используя и тратя меньше цемента, они сокращают общие выбросы парниковых газов.

При использовании готовых смесей возникают серьезные логистические проблемы. Бетонная паста начинает реагировать с водой еще в смесителе. Таким образом, он должен прибыть вовремя, чтобы оставаться пригодным для использования. Хотя добавки могут замедлить реакцию, их часто недостаточно. Таким образом, для эффективного использования товарного бетона необходимо тщательное планирование. Инженеры должны закупать товарный бетон на заводах, расположенных рядом со строительной площадкой. Чтобы быть работоспособной, инфраструктура рядом с площадкой также должна быть достаточно прочной, чтобы перевозить автобетоносмесители.

`Перед лицом современных проблем бетона`

Бетон

находится в авангарде строительных бумов, происходящих по всему миру. Ингредиенты для бетона остаются востребованными. По прогнозам Cement Market Research, к 2021 году мировое потребление цемента достигнет 4,42 млрд тонн. Только на Китай, гиганта рынка недвижимости, приходится большая часть этого потребления. Вацлав Смил, автор книги Making the Modern World, , отмечает, что спрос на бетон в Китае намного превышает спрос даже в США. За три года китайские инженеры использовали больше бетона, чем США за весь ХХ век.

Но этот спрос чреват тяжелыми последствиями для окружающей среды. По мере роста спроса будет расти и его влияние на природу. Добыча компонентов цемента — разрушительная отрасль, опустошающая ландшафты. Более того, на производство цемента приходится значительная часть мировых выбросов парниковых газов. В 2015 году это составило 2,8 миллиарда тонн избыточного углекислого газа. Это было больше загрязнения воздуха, чем в Китае и США вместе взятых! Большая часть этих выбросов происходит в процессе обжига, используемого для производства клинкера. Существует очень мало способов уменьшить эти выбросы стандартными средствами.

Более того, сегодняшний бетон не обладает такой выносливостью, как его древние предшественники. Только в США многие конструкции из железобетона разрушаются. Большая часть этого распада может быть связана не с самим бетоном, а с арматурой. Большинство видов арматуры со временем подвергается коррозии. По мере коррозии арматуры бетон ослабевает. Повреждение, которое возникает в результате, дорого ремонтируется и заменяется.

Когда-то инженеры думали, что железобетонные конструкции могут простоять тысячелетиями. Из-за внутренней коррозии они теперь ожидают, что они прослужат от 50 до 100 лет. Действительно, ущерб может проявиться уже через 10 лет в неоптимальных условиях.

`Древние технологии для зеленого будущего`

Бетон сам по себе уже имеет множество возможностей для озеленения. Как было сказано выше, люди могут использовать промышленные отходы в качестве эффективных альтернативных агрегатов. Одно дело перерабатывать отходы, чтобы предотвратить загрязнение. Другое дело убрать уже имеющиеся отходы. Высушивая бетон углекислым газом, строители могут удалять парниковые газы из атмосферы.

Существует очень много способов предотвратить ржавление арматуры внутри бетона. Переход на нержавеющую арматуру может дать инфраструктуре будущего второе дыхание. Чтобы обеспечить целостность, строители также должны плотно герметизировать арматуру через непроницаемый бетон. Они должны гарантировать, что эти защитные слои, в свою очередь, останутся стабильными.

Но этих маленьких шагов самих по себе недостаточно. Преодоление проблем, связанных с разрушением бетона, станет самым большим шагом к устойчивому развитию. И начинается с того, что оглядывается назад. Бетонные опоры, сделанные римскими инженерами, остаются в хорошем состоянии уже более 2000 лет. Между тем, современный подводный бетон имеет срок службы всего 50 лет. Повторное изучение того, как римляне производили цемент, может привести к созданию прочных бетонных смесей. Некоторые из этих смесей не нуждаются в арматуре в некоторых приложениях. Другие могут обеспечить более плотный непроницаемый слой для защиты арматуры от коррозии.

Некоторые ингредиенты, которые использовали римляне, могут также сделать бетон будущего более экологичным. Такие ингредиенты, как зола пуццолана, сыграли свою роль в повышении прочности бетона. Их использование уменьшит зависимость промышленности от портландцемента, загрязняющего окружающую среду.

Спрос на бетон может только увеличиваться по мере того, как мы строим и перестраиваем. Для достижения целей устойчивого развития мы должны пересмотреть наш подход к бетону. Фундамент, на котором мы строим, должен быть построен на века.

Кубические ярды
Кубические метры
Кубические футы