превращалась (от этого речные, монолитного как из
Сайт о фамилии ШЛЕГ (SHLEG), ШЛЁГ (SHLEG, SHLYOG?SHLJOG?SHLIOG), ШЕЛЕГ (SHELEG)
На главную страницу

Мотиватор:
+17
-8
Сайт в разработке.

ШЛЕГ (SHLEG), ШЛЁГ (SHLEG, SHLYOG ? SHLJOG ? SHLIOG), ШЕЛЕГ (SHELEG)


Сайт о фамилии ШЛЕГ (SHLEG), ШЛЁГ (SHLEG, SHLYOG ? SHLJOG ? SHLIOG), ШЕЛЕГ (SHELEG). По всем вопросам пишите мне на shlegav@rambler.ru


Реклама:


Самостоятельный замес бетонной смеси

Самостоятельный замес бетонной смеси

Соотношение вода-цемент считается по весу. Если брать вес цемента примерно 1,4кг литр, а вода 1кг литр, то соотношение примерно 0,71 при равных объёмных частях. То есть, если смешать 1 литр цемента с 1 литром воды, получится ВЦ 0,71. Вот эта смесь должна прочно склеить все составляющие наполнителя. Тщательно следите за соотношением вода-цемент, а остальные ингредиенты подбирайте опытным путем. Разумеется, использовался уплотнители-вибраторы.

Бетон состоит из смеси цемента, заполнителей разной крупности и воды. Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2-3 раза (для портландцемента - в 2 раза, для других цементов - в 3 раза). Например, для бетона марки 160 кгс/см2 следует применять цемент марки не менее 400 кгс/см2. Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу последнего, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арматуры...

Для удобоукладывания бетонной смеси добавляют пластифицирующие добавки, и если есть возможность отвибрируйте смесь в опалубке(тем самым уплотните её)

http://www.forumhouse.ru/forum177/thread4591-39.html


История производства вяжущих материалов.

1 Цемент можно охарактеризовать как вяжущее вещество, обладающее способностью связывать отдельные куски или массу твердых материалов. Это определение охватывает большое количество самых различных веществ, у которых общим является, в сущности, только одно свойство — вяжущая способность. Основными свойствами вяжущих материалов является, прежде всего, способность после добавления воды образовать коллоидальные растворы, сообщающие тесту пластичность и, вследствие этого, легкую и удобную обрабатываемость в многообразных случаях применения в строительстве: для заполнения швов, для штукатурных и кровельных обмазок и т. п.
Другим, важным свойством вяжущих веществ является способность твердеть после затворения и с течением времени приобретать прочность. Таким образом, строительными вяжущими веществами называют материалы, которые, будучи в порошкообразном состоянии смешаны с водой, образуют пластичную и легко перерабатываемую массу, с течением времени затвердевающую в прочное камневидное тело.
Применение цементов в строительстве не было известно на ранних стадиях цивилизации. В древние времена постройки возводились из земли, иногда насыпанной чередующимися слоями в форме стен или сводов, а также из каменных глыб, уложенных друг на друга и не скрепленных вяжущим материалом, как, например, доисторические мегалитические постройки и циклопические сооружения в Греции. Устойчивость таких стен зависела исключительно от правильной укладки тяжелых каменных глыб без всякого участия адгезии. Хотя по этому способу были созданы замечательные сооружения, как, например, сводчатые храмы в Микенах, где между крупными блоками уложены мелкие каменные клинья для уплотнения швов, в последующие времена циклопические постройки все чаще уступают место каменной или кирпичной кладке на пластичном вяжущем материале.
Древнейшим вяжущим веществом являлась глина, до сих нор иной раз применяемая в качестве вяжущего. Строительные растворы на глине представляют собой наиболее древний вяжущий материал. Глина, непосредственно примененная в качестве вяжущего вещества, не требует предварительной термической обработки и нуждается для образования пластичного теста лишь в смешивании с водой. Простота такой переработки объясняет, почему глина применялась в строительстве еще в глубокой древности. Глиняные растворы после высыхания обладают связностью и небольшой прочностью. В качестве заполнителя для швов жирная глина не может применяться, так как при ее высыхании получается значительная усадка и даже появляются трещины. Поэтому в качестве вяжущего применялись и иногда применяются еще и теперь запесоченные глины. Жирные же глины должны быть отощены добавкой надлежащего количества песка. Ввиду того, что после высыхания глиняные растворы имеют лишь незначительную механическую прочность, как в древности, так и теперь путем введения в тесто волокнистых материалов стремятся придать ему большую прочность, для чего применяют нарезанную солому, отбросы шерсти, растительного волокна и т. д.
Таким образом, со временем, простая каменная кладка уступает место каменной или кирпичной кладке на пластичном вяжущем материале. Простейший пример такой кладки представляют собой кирпичные стены древних египетских сооружений. Кирпичи сушились не в печах, а на солнце, и каждый ряд покрывался слоем влажного нильского ила. Из этого же ила, иногда с добавкой рубленой соломы, изготавливались и кирпичи. После высыхания промежуточных слоев ила стена превращалась в твердую глиняную массу. Такой способ строительства годится лишь для районов, где не бывает дождей, так как необожженный материал обладает очень малой водостойкостью. Тем не менее, сооружения из этого материала сохранялись в течение многих веков. Город Кувейт на берегу Персидского залива был целиком построен из ила в самое недавнее время. Однако во влажных регионах такие постройки подвергались выветриванию и размываемости осадочными и грунтовыми водами и являлись крайне недолговечными.
По мере развития и усложнения строительства требования, предъявляемые к вяжущим веществам, также возрастали. Примерно за 2—3 тыс. лет до н. э. в Китае, Египте и Индии начали изготовлять искусственные вяжущие вещества, требующие при производстве термической обработки сырья. Наблюдение изменений, происходящих в естественных материалах, служивших для сооружения очагов, привело к первым выводам об изменении свойств глины, известняка или природного гипса при термической обработке. Гипсовые залежи в целом ряде мест довольно распространены и легко доступны; благодаря мягкости гипсовый камень легко добывается и обрабатывается. Известняк очень часто доступен в естественных обнажениях и легко добывается, если залежи составлены из слоев малой мощности, так называемого плитняка. Эти материалы при сооружении очагов требовали заполнения швов наиболее доступным вяжущим веществом древности, т. е. глиняным раствором. Даже в примитивных топках на древесном топливе все же достигались температуры, достаточные для превращения глиняного раствора в прочный гончарный черепок. Таким образом, пластические свойства глиняных растворов и легкая формуемость изделии из них привели к возникновению гончарного и кирпичного производств.
Наблюдение над действием воды на известняк, находившийся длительное время в очаге, дало также возможность установить ценные свойства получавшегося при этом порошкообразного вещества, способного при дальнейшей добавке воды образовать пластичное тесто. Присматриваясь к свойствам известкового теста, легко заметить основные свойства, позволяющие с удобством применять его в качестве вяжущего вещества. Известковое тесто, правильно погашенное и правильно замешанное, имеет жирный блеск, ясно и притом настолько сильно выраженную пластичность, что при применении в строительстве в него можно вводить значительную долю песка без потери удобообрабатываемости раствора.
По мере высыхания известковый раствор получает хотя и незначительную с современной точки зрения прочность, но все же заметно большую, чем глиняные растворы. Экономически это выгодно в том отношении, что пластичность извести дает возможность ввести в раствор значительное количество песка, почти везде доступного. Благодаря пластичности известковый раствор удобно перемешивать, наносить на ряды кладки и заполнять им швы. При достаточно быстр» В Китае при возведении ряда участков Великой китайской стены применяли известь еще за 200 лет до н. э.
Гипс из двуводной сернокислой соли превращался в легко измельчаемое новое вещество, т. е. в той или иной степени обезвоженный гипс. Оказывается, что гипс в качестве искусственного вяжущего вещества применялся в очень давние времена: например в Египте при сооружении пирамид и других крупных построек более 4,5 тыс. лет тому назад. Исследования показали, что древнеегипетские растворы были часто образованы путем смешивания обезвоженного гипса с песком, причем в растворах содержатся также остатки неразложенного двуводного гипса. В массивных сооружениях египтян мы уже встречаем прообраз современной системы соединения каменных блоков и плит с помощью раствора, состоящего из смеси песка и вяжущего материала. Обычно при описании типичного египетского раствора того времени, даже взятого из таких старинных сооружений, как Большая пирамида, его называют обожженной известью. Однако химический анализ этого раствора показывает, что египтяне не применяли извести, которая появилась уже позднее—в период Рима. У египтян вяжущим материалом служил обожженный гипс. Так как гипс добывался в очень загрязненном виде, он обычно содержал карбонат кальция, который мог частично разложиться в процессе обжига. Но даже обнаруженный в неразложившемся виде в растворе карбонат кальция мог создать впечатление, что для изготовления раствора была применена известь. Гипс неравномерно обжигался, так что раствор обычно представлял собой смесь природного минерала и намертво обожженного гипса. Такой раствор должен был отличаться неравномерным схватыванием и причинять строителям много неприятностей. Применение гипса вместо извести при наличии больших месторождений доступного для разработки известняка объяснялось нехваткой топлива: для обжига извести требуется более высокая температура, а следовательно, и больше топлива.
2 Известковые растворы получили весьма значительное применение в древнем Риме, в особенности ко времени, относящемуся к расцвету техники, в эпоху I—II вв. н. э. Однако такие растворы могут служить только для так называемых «воздушных», т. е. надземных построек и сооружении, так как известь не способна сопротивляться растворению и выщелачиванию водой вследствие сравнительно хорошей растворимости ее в воде. При выполнении на известковом растворе, например, фундаментов в сыром грунте, высыхание произойти не может, а грунтовые воды будут выщелачивать известь.
Поэтому в отмеченный выше период развития техники в древнем Риме, т. е. примерно около 2 тыс. лет тому назад, уже возникла необходимость в водостойком вяжущем веществе.
Город Рим в наиболее блестящий период своего развития был городом с населением около 1 млн. человек, по тем временам был прекрасно снабжен водой и имел канализацию.
В те времена создать водопроводные магистрали из железных или керамических труб большого диаметра было еще невозможно. Поэтому, учитывая теплый климат Италии, широко применялись открытые водоводы, или акведуки. При их помощи осуществлялось водоснабжение из более высокорасположенных рек, горных озер и т. п. Акведуки устраивались в траншеях при повышенных рельефах местности, но иногда водовод приходилось размещать поверх весьма мощных арочных сооружений, если магистраль пересекала долину или низменность. Такого рода весьма искусные постройки до сих пор сохранились во многих местах Италии. Кое-где они были разрушены при последовавших затем нашествиях или естественным путем вследствие выветривания и осадок почвы в течение сотен лет.
Поверх акведуков устраивались русла (желоба) водоводов для снабжения городов водой, стремившейся по желобам самотеком.
Если бы такой желоб сложить на извести, то он получился бы крайне недолговечным и мало прочным. Поэтому развитие больших городов в древнеримском государстве должно было привести и в действительности привело к появлению гидравлических растворов, т. е. растворов, устойчивых к воздействию проточной воды и состоявших из веществ, в ней не растворимых не выщелачиваемых. С другой стороны, гидравлические растворы обладают относительно высокой механической прочностью по сравнению с обычными известковыми растворами, и вполне естественно, что применение таких растворов удовлетворяло нуждам развивающейся техники древнего Рима при выполнении также и надземных сооружений. Например, при военных операциях сооружались крепости, которые иногда спешно возводились из нетесаных камней и требовали заполнения толстых швов достаточно прочным раствором.
Таким образом, для создания крупных гражданских и военных сооружений должен был появиться водостойкий материал, обладающий высокой механической прочностью.
Образцы римской кирпичной кладки, сохранившиеся до сих пор, свидетельствуют о высоком уровне, на котором находилось строительное мастерство в древние времена. Замечательная прочность раствора в стенах, возведенных в свое время римлянами, удивляла многих инженеров и даже наводила на мысль о том, что древние мастера обладали каким-то секретом, ныне утерянным. Но химический анализ этих растворов и сохранившиеся от древних времен описания говорят о беспочвенности таких предположений.
Этот вопрос привлек к себе особое внимание в период строительства больших водопроводных сооружений в Версале. Древние авторы утверждали, что известь после гашения должна храниться до употребления длительное время, исчисляемое годами. Однако французский инженер Лорио, привлеченный в 1765 г. к этой работе, придерживался другой точки зрения. Он предложил вводить в раствор свежегашеную известь, чтобы получить более высокую прочность и непроницаемость. Были предложения опускать куски извести величиной с яйцо в воду, а затем по истечении некоторого времени переносить их в бочку, где и будет происходить гашение с выделением пара.
В конце концов было доказано, что превосходное качество римских растворов объясняется не какими-нибудь секретами гашения извести или ее состава, а лишь тщательным перемешиванием и хорошим уплотнением (трамбованием). Последующая история строительства изобилует примерами того, к каким результатам приводит пренебрежение этим основным и важнейшим условием хорошей кирпичной и каменной кладки.
Итак, едва ли будет ошибкой сказать, что первым материалом, который дал возможность изготовлять гидравлические вяжущие вещества, были отходы гончарного производства. При несовершенстве древних гончарных и керамических печей получалось значительное количество брака. Это было связано со слабым и неравномерным обжигом по всему объему печи. Изделия выпускались на рынок хорошо обожженными, с тщатель- ной отсортировкой брака, что подтверждается качеством музейных экспонатов. При обжиге накапливалось значительное количество мелочи, а так как такая мелочь являлась отбросом, ее стали применять при выполнении сооружений на известковых растворах взамен песка в подходящих для этого случаях, например при отдаленности залежей песка и, наоборот, близости повсеместно расположенных гончарных или кир-пичеобжигательпых печей. Сохранился такой древний рецепт: «Если добавить к речному или морскому песку измельченные и просеянные через сито глиняные черепки в количестве 1:3, то качество раствора улучшается». Имеются данные о том, что толченые глиняные черепки добавлялись к известковому раствору для повышения его гидравлической способности еще в древние времена на Крите.
Наблюдение за растворами с такими добавками установило как их сравнительно большую прочность, так и повышенную устойчивость по отношению к размывающему действию воды, т. е. гидравличность.
Нам теперь известно, что обожженная глина переходит в наиболее активное по отношению к извести состояние именно при невысоких температурах обжига. Глинистое вещество, или каолинит, представляет собой существенную составную часть пластичной глины; состав каолинита выражается формулой А12О3•2SiO2•2Н2О. При нагревании в пределах 600— 800°, т. е. при температуре, легко достижимой даже в примитивных печах, это соединение распадается. Происходит целый ряд сложных видоизменений, приводящих к тому, что как кремнезем, так и глинозем переходят в такие модификации, которые уже не требуют дополнительной обработки (кроме измельчения) для того, чтобы при обычной температуре реагировать с раствором извести.
Необходимость найти такие вещества, которые удовлетворяли бы все возрастающие нужды и требования строительства, заставляла суммировать наблюдения и использовать накапливавшийся опыт.
Как греки, так и римляне знали, что некоторые вулканические породы, будучи тонко измельчены и смешаны с известью и песком, образуют раствор, который не только обладает высокой прочностью, но и устойчив по отношению к действию пресной и морской воды. Греки применяли для изготовления растворов вулканический туф с острова Тера (Санторин), и этот материал, известный под названием санториновой земли, до сих пор пользуется большой популярностью в Средиземноморье. Раствор, который еще и сейчас применяется санторинскими крестьянами, по составу и способу приготовления аналогичен раствору древних.
Римские строители пользовались для этих целей красным или пурпурным вулканическим туфом из различных пунктов в районе Неаполитанского залива. Наилучшей разновидностью этих материалов считался туф, который добывался поблизости от местечка Поццоли или Поццуоли (по-латински Путеоли) и получил впоследствии название пуццоланы. Сейчас этим словом обозначается большая группа минеральных материалов. Римский архитектор и инженер Витрувий описывает пуццоланы следующим образом:
"Это — песчаная порода, которая обладает необыкновенными свойствами. Ее добывают в районе Байи и на территории, прилегающей к горе Везувию. При смешиваний с известью и щебнем она твердеет как под водой, так и в обыкновенных постройках". Интересно, что термин «цемент» в его позднеримском или раннем французском значении вначале применялся для обозначения таких материалов, которые сейчас носят название искусственных пуццолан. В дальнейшем этот термин служил для определения растворов, изготовленных путем смешивания трех компонентов, и лишь в сравнительно недавно его стали употреблять в современном смысле этого слова.
Римляне обладали громадным опытом в составлении растворов с крупными инертными добавками, т. е. бетонов, как их теперь называют. Несомненно, римляне в нужных случаях намеренно добавляли в раствор крупный щебень, чтобы получить для своих мощных сооружений выход больших масс бетона.
Благодаря этому в необходимых случаях они могли возводить и возводили сооружения весьма значительных размеров без применения кирпича или естественного камня.
Римляне распространили искусство изготовления прочных растворов на все страны своей империи. Старинная римская кладка, сохранившаяся, например, в Англии, по качеству не уступает лучшим образцам таких построек в самой Италии. Толченые черепки являлись наиболее распространенной добавкой, но в некоторых районах применялись и местные материалы, близкие по свойствам к природным пуццоланам Неаполитанского побережья. Очевидно, в это же время начали применять и рейнский вулканический туф, так называемый трас (или таррас), которым широко используется еще и доныне.
3 После падения Римской империи качество растворов, употреблявшихся в строительстве, заметно ухудшилось. Это явление наблюдалось в течение всего средневековья. Например, саксонские и норманские постройки возводились на очень плохо перемешанном растворе, часто изготовленном из недостаточно обожженной извести. То же можно сказать и о французских постройках, изучение которых показывает, что в IX, Х и XI столетиях искусство обжига извести было почти полностью забыто. Она применялась в виде обожженных кусков без добавки толченых черепков. Начиная с XII в., качество извести постепенно улучшается; ее хорошо обжигают и тщательно просеивают. В XIV в. вновь появляются высококачественные растворы. В этот период уже начинают принимать такие меры предосторожности, как промывка песка от различных загрязнений. Ссылка на «таррас» или «таррис» в документах, относящихся к XVII в., показывают, что в Англии в этот период вновь возвращаются к использованию пуццолановых добавок.
В средние века цементом обычно называли раствор. Например, в таком авторитетном средневековом труде, как книга Бартоломея Англикуса «О свойствах вещей», говорится: "Известь это обожженный камень; при смешивании ее с песком и водой получается цемент". Однако термин "раствор" также применялся примерно с конца XIII столетия. Римская смесь извести с природными или искусственными пуццоланами долгое время оставалась единственным подходящим материалом для построек, находящихся под водой или подвергающихся воздействию воды. Так, Белидор, один из виднейших авторитетов XVIII столетия по гидравлическим сооружениям, рекомендовал готовить раствор путем тонкого измельчения черепков, щебня и кузнечной окалины, промывки их от угля и грязи, высушивания, просеивания и тщательного смешивания со свежегашеной известью. Тот же автор рекомендовал применять пуццоланы или трас, если эти материалы имелись под рукой. Исчерпывающим руководством по этому вопросу безусловно являлась большая книга Ронделе о строительном искусстве. Интересно, что в этой книге, вышедшей в 1805 г., в качестве авторитетов названы такие древние авторы, как Плиний, Витрувий и святой Августин.
http://www.ecocem.com/articl_p005.html

Цемент: история развития

«Цемент» — в общем смысле: клеящее вещество, способное соединить вместе и тесно связать какие-либо предметы: в этом смысле под цементом понимаются известковый раствор, тесто, клей и т. д. Однако обычно термин «цемент» употребляется для обозначения клеящего вещества, способного соединять разбитые изделия из керамики, стекла и фарфора.

Одним из самых лучших и в то же время сильнейших цементов для этой цели является сок чеснока, растертого в каменной ступке (курсив автора)...

«Другой цемент приготовляется из смеси взбитого до прозрачности яичного белка с негашеной известью (или со смесью глазури, порошка мела и небольшого количества гашеной извести, растворенных в воде)»...

«Цемент, среди строителей» крепкий известковый раствор двух видов:

«Горячий цемент (наиболее обычный) приготовляется из смеси смолы, воска, кирпичной пыли и мела, прокипяченных в воде. Кирпичи, связываемые таким цементом, должны перед соединением быть горячими, и после нанесения цемента притираться друг к другу».

«Холодный цемент изготавливается из Чеширского (овечьего) сыра, молока, яичного белка и негашеной извести. Этот цемент применяется реже, чем горячий, и рецепт его считается секретом, известным только малому числу каменщиков (т. е., по-французски, масонам)».

 

Что общего во всех этих рецептах цемента. Во-первых, общая неорганическая составляющая (известь), и во-вторых, общая органическая связка: растительная «сок чеснока, смола, мука или животная» яичный белок, сыр, молоко, воск. (Слово «известь», заимствованное из греческого asbest(os) (читается азвест), вытеснило из русского языка общеславянское, оставшееся в украинском вапно, словенское арпо, означавшее также «краска».

Заметьте, что среди неорганических компонентов ни единым словом не упоминается бут крошка от дробления песчаника, известняка, щебень и т. п.

А теперь загляните в любой толковый словарь. Слово «цемент» в русском языке считается заимствованным либо из немецкого Zement, либо из польского и голландского cement в XVIII веке. Эти же слова, в свою очередь, считаются восходящими к латинскому cament-, якобы происшедшему из cad-mentum «необделанный бутовый камень» (после выпадения d) от глагола cado «бью, разбиваю». Но цемент-то употребляется при склеивании, а не при разбивании, а бут или щебень сам по себе вовсе не является клеящим веществом!

Дело в том, что «клеящая сила» любого средневекового цемента заключалась именно в органической связке. А теперь напомним, что любое растительное (то есть наиболее древнее по началу применения в практике человека) клеящее вещество по-русски называется камедь. Латинский термин cament появился только в позднем Средневековье, причем от непонимания сути процесса цементирования изобретателем латинского слова-кальки с русского камедь.

Русское камедь обычно связывают с арабским гумма («смола, липкий сок») через греческое комма, но для русской камеди вовсе не обязательно искать арабское заимствование через греческого посредника. Ведь по смыслу камедь то, что каменеет при склейке, т. е. однокоренное с камень. А слово цемент — это обратное заимствование, естественное для петровских времен, такое же, как, например, обратно заимствованное из немецкого Steuer слово штырь при однокоренном русском стержень.

Теперь вернемся к понятию бут. Корень этого слова (в латинской транскрипции bod) — общеевропейский, и связан с понятием «строительство». Сравните, например, чешское budovat «строить», немецкое bauen, португальское botar «ставить, помещать»; будка, сербское и др. славянские була, англ, booth, нем. Bude, швед., норв. bod, далее англ, bind «вязать», нем. binden, а также словенское butati «стучать» и т. д. Но только в славянских языках бут обозначает именно «строительный камень, щебень».

А вот на английский язык понятие «бут, бутовый камень» переводится как rubble — слово, однокоренное с русским рубленый. В других европейских языках ничего подобного нет, поэтому английское слово (nibble) выдает русское происхождение понятия , так же как и французское bouter «укрепить» при bout «обрывок, обрезок», но не «осколок» (слово битум и его производное бетон позднейшие).

Так же и латинское struo — калька с русского строю. Ведь первый искусственный композиционный материал - глина, армированная соломой, т. е. стерней (ср. серб, «солома», англ, straw, нем. Stroh, швед., норв. stre). Может быть, кто-либо станет утверждать, что украинские глинобитные мазанки заимствованы у древних греков или римлян.

«Стройка» это балто-славянское понятие, появившееся задолго до латинской конструкции. Совершенно замечательно и английское слово destroy «разрушить» со славянским корнем и латинизированной приставкой de. Из русской стройки вышла и мощеная (т. е. построенная) итальянская strada «дорога», она же португальская estrada, греческая strata, английская street и немецкая Strasse. И другая, русской постройки, деревянная дорога через болото — гать так же в точности соответствует и немецкому Gasse «улочка, проход» (шведское gata, норвежское gate и gatt) и английскому gate «проход, ворота». В этих словах вообще нет ничего романского.

Заметим, что русские храмы и кремли, сложенные из кирпича, сцементированного яичным белком, известны, по крайней мере, с XV в.: еще при Иване III в Москве кирпичное строительство начал мастер, известный нам под именем Аристотель Фиораванти по прозвищу Муроль, т. е. каменщик. И оторвать один кирпич от другого в таких стенах невозможно никаким отбойным молотком. В Англии же подобные постройки появились не ранее XVI века, да и в Италии тоже. А вот старый русский секрет каменного литья «масонам» достался только в XX веке. Вот почему и «латинский» Колизей остался недостроенным... Из книги Ярослава Кеслера «Русская цивилизация».

Из истории цемента // Строительство и реконструкция . . 7 февраля 2003 (? 1-2) . С. 16

http://www.fomalg.kiev.ua/fomalg/main/press-relizy/cement_istoriya_razvitiya.htm


Римский цемент

Современный бетон, представляющий собой смесь цемента, воды и заполнителей, вроде песка или гравия, был изобретен в начале XVIII века и является наиболее распространенным строительным материалом в современном мире. Впрочем, состав, разработанный в XVIII столетии, является далеко не первым видом бетона. В сущности, бетон использовали персы, египтяне, ассирийцы и римляне. Последние добавляли в строительную смесь негашеную известь, щебень и воду - именно этот состав дал Риму Пантеон, Колизей, акведуки и термы.

Как и многие другие знания античности, эта технология была утеряна с наступлением Средневековья - не странно, что эта историческая эпоха также известна как Темные века. Согласно популярной версии, объясняющей факт исчезновения рецепта, он был чем-то вроде коммерческой тайны и со смертью тех немногих людей, которые были в нее посвящены, он был забыт.

Примечательно, что компоненты, отличающие римский цемент от современного, до сих пор остаются неизвестными. Строения, возведенные с применением римского цемента, простояли тысячелетия, невзирая на воздействие стихий - цемент, используемый в наше время, не может похвастать такой стойкостью. Некоторые историки считают, что римляне добавляли молоко и кровь в строительную смесь - предполагается, что поры, формировавшиеся благодаря этому процессу, позволяли составу расширяться и сжиматься под воздействием температурных изменений, при этом, не разрушаясь. Впрочем, прочность цементу придавали другие вещества, но никто не может точно сказать, какие именно.

...

Для того чтобы бетон и бетонные сооружения обладали всеми требуемыми характеристиками, необходимо точно знать рецепт бетона — состав, т. е. соотношение всех его компонентов. В конечном виде состав бетона записывают в виде весового или реже объемного соотношения, например, 1:2:4 (цемент:песок:щебень или гравий), т. е. на одну часть цемента приходится две части песка и четыре части щебня или гравия. Определив заранее расход цемента и воды, можно, пользуясь указанным соотношением, легко вычислить расход каждого из заполнителей. Однако перед тем, как подойти к рецептам для бетона, необходимо выяснить еще один важный вопрос — роль заполнителей — песка и крупных камней в бетоне. Как они влияют на свойства бетона, да и нужны ли они вообще в бетоне?
Сразу же необходимо сказать, что без заполнителей нельзя изготовить бетон. Присутствие их в бетоне, как было установлено, значительно улучшает строительно-технические свойства материала и, в первую очередь, такие, как водонепроницаемость, Деформативность и прочность. Кроме того, заполнители намного Дешевле вяжущих веществ, поэтому экономически более выгодно, чтобы в бетонной смеси их было как можно больше.
Несомненно, что, начав работать с бетоном, римляне не могли Не обратить внимания на качество заполнителей. Так, для удобства их применения уже с середины I в. до н. э. вводится классификация заполнителей по виду породы, загрязненности, а также в зависимости от назначения будущего бетонного сооружения. Об этом свидетельствуют работы археологов и древних авторов, так, по виду и условиям залегания пески подразделялись, как и теперь, на речные, морские и горные (овражные), или как их называли прежде — котлованные. При этом существовало дополнительное разделение каждого вида песка по окраске и загрязненности.
Витрувий в кн. II, гл. 4 писал о том, что «...Есть следующие сорта горного песка: черный, серый, красный и карбункул (песок вулканического происхождения). Из них наилучшим будет тот, который скрипит при растирании в руке». В большинстве случаев он советовал применять чистые «без примеси земли» пески. Так, для кладки стен и сводов Витрувий рекомендовал только мытый песок, а для штукатурных работ — очищенный речной. Морской песок, по его мнению, в большинстве случаев нежелателен, так как содержит примеси солей, которые ведут к выцветанию стен. При этом, как пишет Витрувий, наличие в песке соли, обладающей гигроскопическими свойствами, затрудняет высыхание раствора, задерживая тем самым сроки строительства. Такое утверждение не противоречит современным техническим условиям на мелкий заполнитель. Есть сведения, что заполнители для бетона (особенно пуццолановые) обязательно промывались.
Интересны указания римлян по заготовке бутовых камней и щебня для бетона. «Надо добывать камень не зимою, а летом,— пишет Витрувий (кн. II. гл. 4),— и оставлять его вылеживаться на открытом воздухе два года до начала стройки. Тот камень, который за это двухлетие будет поврежден непогодой, пойдет на фундамент, остальной же, оказавшийся испорченным, пойдет для надземной части здания как испытанный природою и могущий сохранить свою прочность...»
Методы определения чистоты заполнителей были весьма простыми, а требования к ним более жесткими. «...Если насыпать песок на белое полотенце и затем потрясти или подбросить его и он не оставит пятен и землистого осадка, то будет годен...» (Витрувий, кн. II, гл. 4).
Особое значение для бетона имеет зерновой (гранулометрический) состав его заполнителей. Песок и щебень или гравий должны состоять из зерен различной величины, тогда объем пустот в них будет минимальным, а чем меньше объем пустот в заполнителе, тем меньше требуется вяжущего вещества для получения плотного бетона.
О том, что римляне придавали большое значение зерновому составу заполнителей, говорят результаты испытания их сооружений, выполненных в наше время. Так при исследовании римских развалин в Англии было выявлено, что из 58 бетонных образцов стен 55 имели заполнитель с одинаковой наибольшей крупностью, проходивший сквозь сито с отверстием 12 мм. Из 209 образцов бутовой кладки 200 имели заполнитель.с наибольшей крупностью 19 мм и удовлетворительную по сегодняшним требованиям область зернового состава. Зерновой состав заполнителей из бетонов моста Траяна и водопровода близ Кельна также показал большую сходимость с современными требованиями. Есть и еще ряд подобных примеров. Следует также отметить частое использование дробленого щебня, причем «...не тяжелее фунта» (т. е. 327 г), как требует этого Витрувий.
Вероятно, к началу 1 в. н. э. римскими строителями было установлено, что заполнитель оказывает вполне определенное влияние на свойства бетона. Этот вывод подтверждается многочисленными примерами. Так, при строительстве Колизея в бетоне был применен заполнитель трех видов: для фундаментов — плотный и тяжелый щебень из высокопрочной лавы, для стен — более легкий известняк, а в сводах и перекрытиях — легкая пемза и туф.
Теперь вновь обратимся к составу бетона — его рецептуре. Вероятно, нет необходимости убеждать читателя в том, что из одних и тех же продуктов разные повара могут приготовить разные по вкусу блюда. Зависеть это будет, в первую очередь, от соотношения продуктов, которые будут закладываться в кастрюлю. Подобное происходит и с приготовлением бетона. Можно представить, какими искусными «кулинарами» должны были быть античные мастера-строители, если, не имея под рукой механизированного оборудования и даже элементарных весов они получали достаточно качественные по составу бетоны и растворы.
О выборе состава раствора в зависимости от назначения и вида применяемого песка имеются определенные указания Витрувия и других античных авторов. Относительно же состава бетона таких указаний ни у кого из них нет, за исключением туманных рекомендаций Плиния Старшего. Однако, если вспомнить, как готовился бетон в Древнем Риме, станет ясным, почему там не было специальных рекомендаций о его составе.
Бетон в то время приготавливали в основном раздельным способом, т. е. отдельно в специальных емкостях замешивали известковый раствор и укладывали его слоями в опалубку, чередуя со слоями крупного заполнителя. Поэтому, если состав раствора был необходим в первую очередь для получения требуемой консистенции смеси и всегда указывался в правилах производства работ, то количество щебня или гальки, по-видимому, играло второстепенную роль, и поэтому не учитывалось. Правда, в отдельных видах гидротехнических работ количество щебня в общем объеме бетона все-таки задавалось. Так, Плиний приводит состав гидротехнического бетона из извести, пуццоланы и битого туфа в пропорции 1:2:1. Другой вид бетона без указания состава, Употреблявшийся для постройки цистерн состоял, по Витрувию, из чистого песка, щебня или булыжника весом не более одного Фунта и самой хорошей извести.
Можно предположить, что в то время уже существовали элементарные методы расчета состава раствора, так как римлянам были хорошо известны способы определения объема различных геометрических фигур и они могли рассчитывать общее количество раствора и бетона на любой заданный объем. Вяжущее вещество и заполнители принимались в зависимости от назначения работ в соотношениях, указанных выше, а количество воды подбиралось «на глаз». При этом важно подчеркнуть, что римляне были хорошо осведомлены о том, что избыток воды в смеси всегда нежелателен, на что указывал, в частности, Плиний. Воду поэтому, скорее всего, заливали в смесь не всю сразу, а постепенно, доводя раствор до требуемой консистенции.
С тех пор как в конце XVIII в. в Европе появились первые машины по испытанию материалов, стали испытывать и образцы римского раствора и бетона, отобранные из различных сооружений. Правда, было обнаружено, что данные имеют немалый разброс, который усугубляется различным сроком службы сооружений— в пределах 50—350 лет. Однако отдельные выводы по результатам испытаний сделать можно. Можно предположить, что активность древнеримских вяжущих в зависимости от их вида была в пределах 0,5—15 МПа: в частности, для воздушной извести 0,5—1 МПа; для гидравлической 1,5—2 МПа; для известково-цемяночного и известково-пуццоланового цемента 3— 10 МПа и вяжущего типа романцемента 5—15 МПа.
Очевидно, что производимые в то время бетоны также обладали различной прочностью в зависимости от вида вяжущего, водо-вяжущего отношения, тонкости помола пуццолановых добавок и других трудно учитываемых факторов.
В 80-х годах нашего века западногерманские ученые провели серию испытаний бетонных образцов, взятых в районе Кельна, Зальбурга и других городов Западной Германии — бывшей римской провинции. Бетонные образцы были отобраны из стен домов, сводов зданий, стен бассейнов и других сооружений. При этом было обнаружено, что прочность на сжатие бетонных образцов имела от 0,5 до 50 МПа в зависимости от вида сооружений, хотя преобладающей оказалась прочность порядка 7—12 МПа. Максимальное значение прочности — 50 МПа — обнаружено У бетонных полов. Стены и своды зданий показали гораздо меньшую прочность, а бетон из стен бассейна — всего 5 МПа. Это свидетельствует о том, что римляне, изготавливая водонепроницаемые сооружения, не стремились получить при этом прочный бетон.
Основываясь на многочисленных описаниях римских сооружений и результатах испытаний, можно предположить, что римские бетоны в зависимости от вида применяемого вяжущего и заполнителя имели среднюю плотность от 700 до 2200 кг/м3, водо-поглощение 5—20% и пористость порядка 20—40%.
Несмотря на такие большие диапазоны значений физико-механических показателей испытанных образцов, большинство римских бетонных сооружений оказались долговечными. Это подтверждает вывод отдельных исследователей о том, что ни прочность, ни пористость бетона не могут служить основным критерием при определении его долговечности. Вероятно, значения этих показателей наиболее важны в течение первых лет работы конструкции, а в дальнейшем они нивелируются.
Сегодня трудно оценить и проанализировать составы римского бетона только по соотношению их компонентов при большом количестве неизвестных, тем более, что данные относительно действительного состава бетона и его структурных характеристик у многих исследователей вызывают сомнения. Можно лишь утверждать, что хорошее современное состояние отдельных бетонных сооружений Древнего Рима свидетельствует о превосходном качестве применяемого исходного материала, рационально подобранном составе бетона и надлежащем качестве строительных работ.


История бетона

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно «научили» их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущем веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В 80-х годах XIX века Профессор А.Р. Шуляченко разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Профессор Н.А. Белелюбский в 1891 году провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Профессор И.Г. Малюга в 1895 году в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 году был издан капитальный труд Н.А. Житкевича «Бетон и бетонные работы». В начале века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).

В России технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 год) и Днепростроя (1930 год). Профессора Н.М. Беляев и И.П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону. В

30-е годы ученые московской школы бетона Б.Г. Скрамтаев, Н.А. Попов, С.А. Миронов, С.В. Шестоперов, П.М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона. В послевоенные годы создавались новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинали широко применяться химические добавки улучшающие свойства бетона, совершенствовались способы проектирования состава бетона и его технология.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируют по трем признакам:

1. По средней плотности

2. По виду вяжущего вещества

3. По назначению

Если говорить о первой характеристике, то большинство свойств бетона зависят от его плотности. В свою очередь, плотность бетона формируется по воздействием многих факторов, таких как: плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

 

По плотности бетоны делят на три вида:

- особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб.м).;

- тяжелые (1800-2500кг/куб.м);

- легкие (500-1800 кг/куб. м);особо легкие (менее 500 кг/куб.м)

 

Особо тяжелые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). Они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжелые бетоны, обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие легкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). К тяжелым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжелыми и легкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Легкие бетоны готовят на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

 

По виду вяжущего вещества бетоны делятся на:

- цементные

- силикатные

- гипсовые

- шлакощелочные

- полимерцементные

- специальные

 

Цементные бетоны готовят на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе.

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные - пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение - объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

 

По назначению бетоны делятся на:

- обычный бетон для железобетонных конструкций

- гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений

- бетон для ограждающих конструкций

- бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий

- бетоны специального назначения: жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты

Марки бетона

Бетоны маркируют по следующим показателям:

1. Прочность

2. Морозостойкость

3. Водонепроницаемость

Прочность бетона, в первую очередь, зависит от его однородности. Для оценки однородности бетона любой марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени.

Кроме того, большое значение на прочность бетона оказывает качество цемента, заполнителей, точности дозирования этих составляющих и правильного рецепта приготовления бетонной смеси.

По прочности бетон обозначают следующими маркировками: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость бетона - способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Количественной оценкой морозостойкости является количество циклов, при котором потеря в массе образца составляет менее 5%, а его прочность снижается не более чем на 25%. При снижении пустотелости бетона его морозостойкость повышается.

Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водонепроницаемость бетона - способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на марки W2, W4, W6, W8 и W12.

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008

 



Промышленный дизайн - MainCrafT.org
Rambler's Top100 Rambler's Top100



объяснялось его в рекомендовал случаев хорошо в