Jak vyrobit beton třídy 400?

Beton – stavební materiál široce používaný v občanské a průmyslové výstavbě. Existuje mnoho jeho odrůd.

Nejoblíbenější je těžký beton, ve kterém se jako pojivo používá cement. Jeho vlastnosti jsou regulovány GOST 26633-2015. Pokud jsou vysoké požadavky na tepelně izolační vlastnosti, používá se lehký beton – pórobeton, pěnobeton, materiály na bázi porézního kameniva, které odpovídají GOST 25820-2014.

Mezi lehkými betony volí jednotliví vývojáři nejčastěji směsi s keramzitem jako plnivem a cementem jako pojivem.

Z čeho se skládá těžký beton: hlavní složky směsí s cementovým pojivem

Těžké betonové směsi jsou takové, jejichž objemová hmotnost je rovna nebo vyšší než 2000 kg/m 3 . Složení těžkého betonu zahrnuje: pojivo, hrubé a jemné kamenivo, modifikující přísady, barvivo, vodu.

Cement

Nejčastěji ve stavebnictví jako pojivo Používají se portlandské cementy jakosti M400 (B 32,5) a M500 (B42,5) s obsahem minerálních přísad 0-20 %. Portlandské cementy s minerálními přísadami jsou podle nové GOST 31108-2016 označeny jako CEM II s uvedením pevnostní třídy. V individuální výstavbě se nejčastěji používá pojivo CEM II 32,5 (M400). Pro výstavbu objektů určených pro velké zatížení je poptávaný CEM II 42,5 (M500).

Při nákupu pojiva je třeba dbát na neporušenost obalu a trvanlivost materiálu. Čerstvý cement je práškový materiál bez hrudek nebo zhutnění.

Pokud jsou v nádobě s pojivem cítit zhutněné plochy, pak takový materiál není vhodný pro použití, protože částečně nebo úplně ztratil své pojivové vlastnosti.

Песок

Jako malý Plnidlem je písek, který splňuje požadavky GOST 8736-2014. Norma v něm omezuje obsah prachových a jílových částic, které výrazně zhoršují vlastnosti plastickobetonové směsi a transportbetonu. Písek se používá ve stavebnictví: lomový písek nebo naplavený písek, říční písek, vypraný z částic bahna. Při přípravě směsi je nutné vzít v úvahu vlhkost jemného kameniva. Všechny proporce jsou založeny na použití suchého písku. Použití vlhkého sypkého materiálu může narušit optimální poměr složek a vést ke snížení pevnosti hotového betonu.

Drcený kámen

Jako hrubé kamenivo Obvykle se používá drcený kámen – sypký materiál získaný drcením hornin a štěrku.

Optimální frakce drceného kamene se vybírá v souladu s oblastí použití:

• 5-10 – Jedná se o materiál s nejjemnějším zrnem. Používá se při výrobě tenkostěnných betonových výrobků k optimalizaci frakčního složení betonové směsi s hrubým kamenivem.
• 5-20 – sypký materiál je velmi žádaný při výrobě železobetonových výrobků, v nízkopodlažní výstavbě a při výstavbě mostních konstrukcí.
• 20-40 – střední frakce. Je žádaný při výstavbě základů vícepodlažních budov, výstavbě průmyslových objektů, silnic a železnic.
• 40-70 – hrubozrnný materiál. Používá se při výstavbě velkých objektů a komunikací. Tento druh drceného kamene se používá k plnění provizorních komunikací na staveništích, po kterých se bude pohybovat těžká technika.
• 70-120. Tento hrubozrnný sypký materiál se používá při tvorbě gabionů, výstavbě konstrukcí a při úpravách nádrží a bazénů.

Při výběru drceného kamene se bere v úvahu nejen jeho frakce, ale také další parametry:

• Trvanlivost. Tato charakteristika závisí na síle původní horniny. Nejodolnější jsou čedičové a žulové drcené třídy 1200-1600. Nevýhodou žulového drceného kamene je vysoké radioaktivní pozadí, které je vlastní mnoha jeho ložiskům. Další v pevnosti je drcený štěrk o třídách 800-1000. Vápencová drť M600-M800.
• Mrazuvzdornost. Jedná se o schopnost odolat určitému počtu cyklů zmrazení/rozmrazení. Charakterizováno značkou. Ve stavebnictví se používá drcený kámen minimálně třídy F300.
• radioaktivní pozadí. Pro použití v obytné výstavbě je povolen pouze drcený kámen radioaktivity I. třídy.

Voda

Pro míchání betonové směsi používat pitnou vodu. Pokud není možné získat pitnou vodu v požadovaném množství, lze vodu z jiných zdrojů použít až po laboratorním testování. Jeho složení by nemělo obsahovat látky, které mohou negativně ovlivnit vlastnosti plastické malty a ztvrdlého betonu.

Přísady

V případě potřeby přidejte do složení betonu speciální přísady pro různé účely – plastifikační, protimrazové, vodoodpudivé.

Složení těžkého betonu: podíly složek ve směsích různých pevnostních tříd

Názvosloví a poměr složek jsou určeny požadovaným pevnostním stupněm odpovídajícím konkrétní aplikaci:

• M100 (B 7,5). Nízkopevnostní materiál používaný v počátečních fázích výstavby pro instalaci podkladové vrstvy před nalitím pásových a deskových základů a instalací bočních kamenů.
• M150 (B 10, B 12,5). Používá se při přípravných stavebních pracích, k pokládce podlahových potěrů, které nejsou určeny k těžkému zatížení, při stavbě silnic a k instalaci bočních kamenů.
• M200 (V 15) – M300 (V 22,5). Jedná se o oblíbené stavební materiály používané při stavbě základových konstrukcí, výrobě železobetonových výrobků, stavbě opěrných zdí.
• M350 (B 20). Beton používaný při výrobě železobetonových výrobků navržených tak, aby vydržely velké zatížení – podlahové desky, sloupy, trámy, bazénové mísy.
• M400 (B 30) a vyšší. Tyto vysokopevnostní betony se v běžné občanské a průmyslové výstavbě nepoužívají. Oblasti jejich použití jsou konstrukce mostů, bankovních trezorů a vodních staveb.

Tabulka složení betonu různých pevnostních tříd

Složení suché betonové směsi C/P/Shch hmotnostně, kg

Složení suché betonové směsi C/P/Shch objemově, m 3

Beton M400 se používá pro budovy a konstrukce pod vysokým zatížením v náročných klimatických podmínkách. Používá se pro výrobu železobetonových konstrukcí, které se používají ve zvláštních podmínkách. Materiál patří do těžkého betonu se zvýšenou hustotou a pevností, takže se pro něj používá hodně cementu, což výrazně zvyšuje jeho náklady.

Kde se používá betonová směs M400?

Technické vlastnosti betonu M400 (B30) umožňují jeho použití pro stavbu složitých konstrukcí a konstrukcí se speciálními požadavky na pevnost a odolnost vůči agresivnímu prostředí. Dnes se tento materiál používá pro stavbu řady konstrukcí:

• Výstavba velkých mostů, včetně železničních a silničních, se silným provozem.
• Výroba odolných železobetonových schodišť, podest a obrubníků.
• Výstavba bankovních trezorů a jiných vysokopevnostních podzemních prostor, a to i pro vojenské účely.
• Konstrukce podpěr, sloupů, obloukových nebo trámových podlah.
• Výstavba výkonných hydraulických konstrukcí.
• Výstavba speciálních konstrukcí v oblasti energetiky, těžebního průmyslu, velkoprůměrových kolektorů.

Tento typ těžkého betonu je odolný vůči vibracím, lze jej tedy použít při výstavbě dopravní a průmyslové infrastruktury, na specializované podpěry, betonové podlahy a klenby. V soukromé výstavbě se M400 používá zřídka z následujících důvodů:

• relativně vysoké náklady v důsledku vysokého obsahu cementu v materiálu;
• nadměrná hustota a pevnost pro soukromou výstavbu;
• rychlé tuhnutí, což ztěžuje práci s materiálem a komplikuje dodání.

Tato malta se však stále používá při stavbě bazénů, zahradních cest a odlévání monolitických stěn. Může být vyroben nezávisle, plně zachována technologie.

Vlastnosti

Beton třídy 400 odpovídá třídě pevnosti B30, jeho hlavní technické vlastnosti jsou stanoveny v GOST 7473-2010. Ukazatele, které se berou v úvahu při výstavbě:

• indikátor pevnosti v tlaku – 39 MPa nebo 393 kg/cm²;
• pohyblivost směsi P4-P5 – umožňuje nalít směs do bednění s objemovými výztužnými konstrukcemi bez dodatečného hutnění;
• hustota betonu M400 je 2310 kg/m³;
• koeficient odolnosti proti vodě od W6 do W12 umožňuje použití směsi při výstavbě vodních staveb;
• index mrazuvzdornosti od F200 do F300, což odpovídá 300 cyklům zmrazování a rozmrazování materiálu.

Tuhnutí a pevnost betonu závisí na okolní teplotě, která musí být nad 0°C, aby voda nezamrzla a nezastavila se hydratační reakce cementu. Rychlost vývoje pevnosti v závislosti na teplotě je znázorněna v příslušném grafu:

Navzdory skutečnosti, že při vysokých teplotách trvá získání pevnosti kratší dobu, musí být vrchní vrstva betonu chráněna před přímým slunečním zářením a pravidelně navlhčena, aby vrchní vrstva nepraskla. Při záporných teplotách je nutná izolace monolitu. Do -5°C stačí monolit obložit speciálními rohožemi nebo jinými tepelně izolačními materiály. Při procesu hydratace cementu se uvolňuje tepelná energie, která stačí k udržení kladné teploty v tloušťce monolitu. Při teplotách pod -5꙳С je nutné použít elektrické nebo jiné topné systémy, aby voda nezamrzla a nesnížila se kvalita betonu.

Vlastnosti kompozice

Beton M400 je materiál vyrobený ze standardních komponentů – cementu, písku, drceného kamene, vody a speciálních přísad. Podléhají však přísným požadavkům, bez jejichž splnění nebude možné získat směs požadované kvality:

• Portlandský cement třídy M400 nebo M500, jehož kvalita je potvrzena příslušným certifikátem, vyrobený ne více než tři měsíce před použitím. Neměl by obsahovat hrudky nebo pevné inkluze.
• Říční, promytý nebo nasazený hrubý křemičitý písek. Tento materiál by neměl obsahovat jíl nebo organické inkluze, které výrazně snižují kvalitu betonu.
• Drcený kámen frakce 5-20 mm musí mít pevnost minimálně M1200 bez jakýchkoliv nečistot. Tyto vlastnosti splňuje pouze žula nebo štěrk.
• Čistá voda, která neobsahuje kyseliny, zásady, soli, organické látky atd.
• Plastifikátory, které zvyšují pohyblivost směsi.

V případě potřeby se do roztoku přidávají barviva, mrazuvzdorné přísady a další přísady pro zlepšení kvality betonu.

Hlavním požadavkem je vysoká kvalita všech složek betonové směsi.

Pokud nebude dodržena, kvalita směsi nebude v souladu s GOST a nosnost konstrukcí z ní vyrobených, stejně jako odolnost proti korozi, bude nepřijatelně snížena.

Proporce vaření

K přípravě betonu M400 se používá standardní sada materiálů, které se smíchají ve vhodných poměrech. Ve výrobě lze použít cement M500 a M400. V závislosti na značce pojiva se hmotnostní zlomky složek mohou mírně lišit. Poměry pro výrobu 1 m³ betonového roztoku jsou uvedeny v tabulce:

Znáte-li přesný poměr složek, můžete přesně vypočítat množství materiálů a výrobní náklady na výrobu požadovaného množství betonu. Je známo, že náklady na jednu kostku tohoto stavebního materiálu jsou 3700-4300 rublů. To umožní přesněji vypočítat ekonomickou složku projektu. Pro zvýšení mobility směsi se nedoporučuje používat více vody, používají se speciální plastifikátory, které budou vyžadovat asi 7,5 kg. Pro dosažení plného souladu s deklarovanou kvalitou je lepší objednat tento materiál v betonárně. Zároveň je nutné přísně dodržovat harmonogram dodávky a instalace tohoto materiálu, protože rychle tuhne.

Ale v malé nebo soukromé výrobě se objemové frakce používají k výrobě betonových směsí. Měřicí tyčí je v tomto případě nejčastěji obyčejný kbelík, jehož objem je 10 litrů. K výrobě jednoho krychlového metru betonu M400 bude zapotřebí následující počet komponent:

• portlandský cement M400 – 32,3 kbelíků;
• Čištěný říční nebo křemenný písek – 41,7 kbelíků;
• Štěrk nebo žulový drcený kámen – 80,4 kbelíků;
• Voda bez solí a organických nečistot – 19 kbelíků.

Na základě tohoto podílu můžete zjistit počet kbelíků pro libovolný objem betonu. Například pro přípravu 100 litrů nebo 10 kbelíků malty stačí počet kbelíků cementu, písku, drceného kamene, vody vydělit 10. Maltu můžete míchat míchačkou na beton nebo ručně pomocí vhodné nádoby a lopata. V obou případech je nutné dosáhnout maximálně homogenní směsi s konzistencí husté zakysané smetany.

Přenosné míchačky betonu se často používají k výrobě betonu v soukromém stavebnictví nebo v malých průmyslových odvětvích. Současně se nakupuje levnější cement M400. Standardní nádrž takové míchačky pojme asi 150 litrů, ale aby se předešlo ztrátám při výrobě, je naplněna maximálně do dvou třetin, což je 100 litrů. K výrobě tohoto množství betonu M400 nebo B30 budete potřebovat:

• Cement M400 – 3,2 kbelíky;
• Písek – 4,2 kbelíků;
• Drcený kámen – 8 kbelíků;
• Trochu méně vody – 2 kbelíky.

Po důkladném promíchání se získá plastická směs připravená k použití, odpovídající ve všech ohledech betonu M400. Při výrobě tohoto materiálu je nutné přísně dodržovat proporce, aby nedošlo ke zhoršení jeho vlastností. Zároveň musíte pochopit, že po úplném vytvrzení do 28 dnů bude monolit odolný vůči zpracování a bude muset být použit k řezání nebo vrtání;

Závěr

Lze konstatovat, že beton třídy B30 nebo třídy M400 je pevný, odolný proti opotřebení, trvanlivý materiál vysoké kvality. V nízkopodlažní a soukromé výstavbě se často nepoužívá kvůli nadměrné pevnosti a relativně vysoké ceně. Nelze se mu však vyhnout při výstavbě zvláště pevných konstrukcí, které jsou vystaveny vysokému statickému a dynamickému zatížení. Zachovává si své vlastnosti při vysoké vlhkosti a vibracích a vydrží několik stovek cyklů zmrazování a rozmrazování.

Při vlastní výrobě tohoto materiálu je nutné přísně dodržovat proporce materiálů, jinak mohou utrpět jeho pevnostní charakteristiky. Výpočty ukazují, že použití tohoto materiálu v soukromé výstavbě je nerentabilní, lze jej nahradit levnějšími směsmi, jejichž pevnost po ztuhnutí bude dostatečná. Pro velké objekty v průmyslové výstavbě se beton M400 objednává z továren, které zaručují vysokou kvalitu stavebních materiálů.