Слава созидателям

Чем можно заменить песок

Думаю что вопрос задан в расчёте на культовое (общепринятое) восприятие большинством людей слова «бетон».

Бетон это нечто прочное, монолитное.

Это эталон прочности, так и говорят «железобетонный характер», голова и так далее включая силу воли.

Но если «поиграть» терминами, то оказывается есть бетон со словом «глина» и с отсутствием слова «цемент».

Это всем нам известный саман.

Второе название (есть и третье и 4-е) самана, это глинобетон, или глинофибробетон.

Есть конечно саман который замешивается хоть и с небольшим количеством цемента, но он присутствует.

А есть саман в составе которого цемента нет вообще, вместо него используется известь.

К примеру есть такие применяемые компоненты при изготовлении глинобетона (самана).

Керамзит (или щебень, или песок), крахмал (или костный клей), солома (резаная), или навоз, известь и собственно глина (глинистый грунт, так точней).

Но как Вы понимаете из такого «бетона» возводят только стены, причём одноэтажных построек.

Такие стены необходимо защищать более прочными растворами (я о штукатурке).

Плюс ко всему глинобетон (саман) очень уважают грызуны, не просто уважают, а живут в нём.

Использовать такой бетон в более ответственных местах (фундамент, перекрытие, стяжки) лучше не надо, хоть это и бетон, но его прочности не достаточно.

Один из существенных плюсов такого бетона это дешевизна, а так же практически абсолютная экологичность (тепло и звукоизоляция так же на высоте).

Существует ли заменитель песка для последующего раствора цемента?

Чистый цементный раствор применяют крайне редко. Песок в строительных цементных растворах является основным твердым наполнителем. Его добавляют в раствор по техническим и экономическим причинам. Песок прочный, твердый материал, не набухает и не растворяется в воде, как частицы цемента (цемент сложный составной материал). А из-за круглой, гладкой формы песчинок жидкий раствор равномерно их обволакивает,создавая крепкое сцепление между ними,что и дает прочность и монолитность.

Заменить песок можно близкими по свойствам природными и искусственными материалами. Широкое распространение одно время получили шлакоблоки из промышленных отходов металлургических,абразивных,керамических предприятий, котельных и ТЭЦ работающих на угле. Широко используется для штукатурки просеянная сухая глина. Делают заборы, сараи,добавляя в цементный раствор опилки,шелуху от подсолнечника ,мякину при лущении злаков,гранулированный или мелко измельченный пенопласт. Если при мелком ремонте надо заделать не большие ямы и трещины, а несколько стаканов песка нет, то можно

-смешать цемент с алебастром или гипсом 2:1. Добавить ПВА и несколько капель жидкого мыла.Замешать раствор.

Бетон и цемент – разница в составе и сферы использования

Профессиональные строители, конечно же, знают разницу между бетоном и цементом и отличат один от другого с одного взгляда. А сможет ли непрофессионал также быстро увидеть различия? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять и разобраться, что собой представляют цемент и бетон.

Бетон

Само понятие «бетон» произошло от французского слова béton, которое обозначает строительный материал, производимый из искусственного камня. Его получают из специально подобранной уплотненной смеси путем затвердевания и формования. Такая смесь состоит из воды, мелких либо крупных наполнителей, в качестве которых может выступать песок для бетона, и вяжущего вещества, например, цемента. Некоторые бетоны имеют в своем составе дополнительные добавки. Иногда в числе компонентов может отсутствовать вода, как в случае с асфальтобетоном.

Бетон принято классифицировать по:

• структуре (ячеистая, плотная, крупнопористая и поризованная);
• его основному назначению (декоративный, дорожный и т.д.);
• виду вяжущего вещества (цементные, гипсовые и т.д.);
• условиям затвердевания (затвердение при давлении выше атмосферного, естественных условиях и при пониженном атмосферном давлении);
• видам заполнителей (на специальных, плотных и пористых заполнителях).

Цемент

Цемент происходит от латинского слова caementum, что обозначает «битый камень» или «щебень». Он служит основой для других строительных материалов, например растворов и бетона. При соединении с водой цемент способен образовывать пластичную массу, которая впоследствии становится прочным телом.

Свои свойства цемент может проявлять даже в условиях влажности, чем и отличается от других вяжущих веществ (например, гипса), которые способны твердеть лишь на воздухе.

Виды цемента весьма разнообразны. Их принято различать по преобладанию того или иного добавочного компонента:

• белита (романцемент, сейчас снят с производства);
• алита (портландцемент, используется в строительстве);
• алюмитной фазы (глиноземистый);
• на основе магнезита (так называемый Цемент Сореля);
• на основе гидросиликата (кислотоупорный);
• смешанные цементы.

Бетон в строительстве

Использование бетона в строительстве широко распространено. Как правило, это основной материал на большинстве строек: как промышленных, так и частных.

Из бетона изготавливают блоки. Их популярность обусловлена не только прочностью, но и устойчивостью к перепадам температур. Кроме того, бетон дает возможность:

• быстро возводить необходимые сооружения;
• экономить финансы, так как является бюджетным материалом;
• получить архитектурные объекты с выразительной формой.

Цемент в строительстве

Использование цемента в строительстве также распространено. Его используют для того, чтобы приготовить различные строительные растворы либо смеси, в том числе бетон.

Ремонтные, кладочные и штукатурные работы невозможны без цемента. Он, а также материалы, приготовленные на его основе, способны заменить кирпич, дерево, известь. Благодаря различным добавкам, цемент способен переносить достаточно низкие температуры, главное – правильно подобрать разновидность.

Есть ли замена цементу

Рассматриваются современные технологические достижения, которые создают потенциальные альтернативы использованию бетона.

В современном мире бетон является наиболее широко используемым строительным материалом, и в то же время его место среди возобновляемых материалов одно из последних. В те времена, когда его создавали, он давал множество экологических преимуществ как особый продукт, предоставлявший потребителю высокую степень термической массы, и все же бетон делают из цемента. А это экологически вредный материал. По данным Комиссии по развитию возобновляемости, 4% CO ₂ производится авиацией, в то время как на долю строительных материалов на основе цемента, включая бетон, приходится от 5% до 10% от общего объема выбросов углекислого газа.

Материал создается за счет смешивания известняка и сланцевой глины, а компонентами являются кальцит из известняка, двуокись кремния, алюминий и небольшое количество железа. Перемолотую массу обжигают в печи при температуре, превышающей 1,400º C . Энергия, необходимая для нагревания печи, и огромные облака выбрасываемых токсических химических веществ совместными усилиями образуют немалую брешь в озоновом слое. Кроме того, существует также еще и загрязнение, создаваемое технологической пылью, и овеществленная энергия, необходимая для транспортировки сырьевых материалов и готовых мешков с цементом.

Поиски альтернативы

Существует целый ряд альтернатив цементу, которые могут похвастаться лучшими экологическими параметрами, включая и цемент на основе извести, Aircrete , Ceramicrete , EcoCement , C — Fix , и даже цемент, не наносящий ущерба окружающей среде, в котором используются отходы как материал заполнителя.

Цемент на основе извести, вероятно, самый широко известный и самый давно известный заменитель портлендского цемента. В число экологических преимуществ здесь входят: износостойкость, способность пропускать воздух и относительно не интенсивная технология производства.

Эркрит ( Aircrete ) производится из целого ряда материалов, включая песок, порошкообразный цемент из золы-уноса, известь, порошкообразный алюминий и воду. Он представляет собой сверхлегкую альтернативу. Материалы смешиваются все вместе, и образующаяся смесь вспенивается для создания исключительно прочного и легкого бетона с высокими термоизолирующими свойствами.

Этот материал обычно используется для производства блоков, которые можно применять для возведения стен или же в качестве компонентов балочных перекрытий. В число прочих добавок для цемента входят, кремнистый песок, зола-уноса, оксиды железа и боксит.

Керамикрит ( Ceramicrete ) это фосфатный керамический материал со многими различными применениями, от обработки вредных отходов до создания строительных материалов, включая кирпичи, блоки и плитки для кровельных покрытий .

Созданный в Аргоннской национальной лаборатории в США этот материал образуется за счет смешивания порошкообразного оксида магния и растворимого фосфатного порошка с водой. Эта технология очень похожа на процесс замешивания бетона с использованием имеющегося на рынке оборудования, которое смешивает порошковые компоненты для создания вяжущего вещества.

Мокрую смесь можно затем подавать через насос или пушку, а также распылять; образующийся материал пористый с прочностью при сжатии выше, чем у бетона.

Австралийская компания, занимающаяся возобновляемыми технологиями, TecEco создала экоцемент ( EcoCement ) . Образующийся за счет смешивания оксида магния и традиционных цементов материал позволяет уменьшить потребность в сжигании ископаемого топлива, и образует чистые и придающие прочность неорганические вещества, которые можно смешивать со многими различными заполнителями и добавками.

Находясь в виде пористого цемента, он нуждается в углекислом газе для твердения и схватывания. Поэтому, как указывают его создатели, он поглощает большие количества газов, создающих парниковый эффект, ответственность за образование которых несет, в определенной степени, и сам бетон.

C — Fix или углеродный цемент, представляет собой термопластическое сверхпрочное вяжуще вещество, которое было разработано компанией Shell в сотрудничестве с Дельфтским университетом для использования отходов, которые остались от производства топлива. Этот материал уже используется в качестве заменителя щебеночно-гудронного покрытия на дорогах Нидерландов. В компании Shell считает, что он способен заменить 90% применений бетона и асфальта.

Поскольку добыча нефти не является самым безвредным для окружающей среды процессом в мире, использование таких отходов максимально увеличивает производственный потенциал и позволяет отказаться от технологий обработки в печи с их высокими затратами энергии, которые свойственным традиционному производству цемента.

Австралийская Научная и промышленная исследовательская организация Содружества создала Hyssil , высокопрочный бетон, который обладает свойствами бетона, но позволяет в два раза уменьшить массу. У него также в пять раз выше теплостойкость по сравнению с традиционным бетоном, и его можно использовать для производства испытывающих большие нагрузки или же не нагруженных предварительно созданных строительных компонентов.

К бетонам можно также добавлять синтетические, стальные волокна или их смеси, такие как производимые Propex Concrete Systems , для существенного повышения прочности и устойчивости к растрескиванию. Хотя это не уменьшает количества используемого в смеси цемента, их введение приводит к уменьшению количества бетона (и, следовательно, цемента), который требуется для реализации строительных проектов.

Еще одной альтернативой является использование отходов как материалов-заполнителей. Такая технология не приводит к замене портлендцемента, но она позволяет создавать бетон, который наносит меньший ущерб окружающей среде. Кроме того, это может сократить объемы захоронения и уменьшить объемы добычи песка и гравия.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков « Рынок цемента в России ».

Что на самом деле произойдет, если я изменю пропорции цемента и песка в строительном растворе?

При приготовлении цементного раствора пропорции песка и цемента могут варьироваться. Я всегда использовал пропорцию «рекомендуется по умолчанию» от 1 до 3 (один объем цемента на каждые три объема песка).

Что на самом деле произойдет, если я изменю пропорцию — как это повлияет на раствор и зачем мне это нужно?

Коды и другие руководства предоставляют номинальные сочетания, которые справедливо работают в общих условиях.

Как правило, смесь 1: 2 дает лучшую прочность, чем смесь 1: 3. Но вполне возможно, что смесь 1: 0,5 может работать хуже. Прочность обусловлена ​​передачей силы между частицами песка, а также сопротивлением сдвигу, обеспечиваемым цементом, действующим в качестве клея. Таким образом, коды обеспечивают известные сбалансированные комбинации, которые являются удовлетворительными.

Чтобы получить полный контроль над свойствами смеси раствор / бетон, необходимо учитывать следующие критерии:

1. Количество цемента: как правило, увеличение цемента увеличивает прочность. За пределами определенной точки, это также действует негативно. Поскольку основная передача силы в матрице бетон / раствор происходит от взаимодействия песка и песка, избыток цемента сделает раствор очень хрупким, поскольку частицы цемента не могут передавать нормальное контактное усилие — они хороши в обеспечении прочности на сдвиг. Поскольку цемент дорог, в применениях с низкой прочностью, таких как дороги, количество цемента меньше, чтобы оптимизировать затраты.
2. Количество воды: обычно содержание воды в диапазоне от 20% до 35% (вес / вес цемента) считается безопасным рабочим диапазоном. Низкое содержание воды дает низкую прочность и менее маневренную смесь для ровных условий, таких как укладка дороги. Более высокое содержание воды, как правило, используется в особых условиях, таких как укладка ворса с использованием треми, где необходима сыпучая природа смеси. Хотя высокая вода также приводит к снижению прочности, есть и другие обходные пути (упомянутые выше).
3. Количество песка: очень большое количество песка сделает вашу смесь очень хрупкой и слабой против всех видов сил. Для M20, M25 и т.д. общая пропорция составляет 1: 3. Однако для высокопрочной смеси (M35 +) лучше идти с 1: 2 и где-то примерно так.
4. Совокупное количество: у агрегатов есть две причины быть там — экономика и сила. Они дешевы и являются хорошим наполнителем. Очень большие и очень низкие количества заполнителя дают плохую прочность, но разнообразное экономическое решение. Умеренное количество достаточно хорошо.
5. Агрегатная форма: как правило, увеличение кривизны агрегатной частицы дает повышенную прочность, поскольку она дает более высокую площадь контакта и лучшие возможности блокировки.
6. Захват воздуха: высокое содержание воздуха в смеси приводит к снижению прочности. Вот почему высокопрочный бетон вибрирует перед укладкой, чтобы вытеснить небольшие воздушные карманы. Низкое содержание воздуха дает низкую маневренность, поэтому иногда используются «воздухововлекающие устройства» (химические добавки), чтобы придать желаемую текучесть без ущерба для изменения содержания воды и, следовательно, прочности.
7. Добавки: Физические добавки, такие как «мелкодисперсный порошок кремнезема», «зола-унос», позволяют снизить содержание цемента и обеспечить экономию. тонкодисперсный кремнезем . очень мелкий, поэтому он уходит в мельчайшие пустоты и обеспечивает хорошую контактную прочность за счет уменьшения содержания воздуха. Летучая зола является общей заменой цемента. Это побочный продукт от тепловых электростанций и очень дешевый. До 15% цемента можно заменить тонкодисперсным кремнеземом, а до

tldr; Придерживайтесь рекомендуемой смеси.

Теперь вот наука:

Бетон, раствор и цементные растворы представляют собой смеси портландцемента, воды и заполнителей (песок, а в случае бетона: гравий).

Бетон используется для структурных целей, и его основная роль заключается в поддержке нагрузки. Идеальный бетон — это монолитный каменный блок без цемента вообще. Очевидно, это не очень выполнимо. Следующая лучшая вещь — это смесь, которая в основном заполнена, имеет тонкую градацию, включающую в себя все размеры от пыли до валунов, так что количество цемента, необходимое для склеивания его, минимизируется. Чем меньше цемента, тем прочнее бетон, при условии, что цемента достаточно, чтобы скрепить его.

Раствор полуструктурный. Он должен склеивать кирпичи, но должен выдерживать нагрузку тонкими слоями. это в основном грубый песок, удерживаемый вместе с портландцементом. Именно силы Sand-vs-Sand придают строительному составу прочность, поэтому я не хотел бы уменьшать количество песка в смеси.

Затирки и тонкие наборы не являются структурными, так как они не обязаны поддерживать какой-либо реальный вес. Они используются при укладке плитки для предотвращения бокового перемещения или для выравнивания конструктивного элемента (т. Е. Подэтажей). В основном это мелкий песок и портландцемент.

Теперь нам нужно рассмотреть сам цемент. Отношение w / c (водоцемент) является единственным наиболее значимым фактором в конечной прочности отвержденного цемента. Чем меньше воды вы добавляете, тем сильнее конечный продукт (опять же до определенного минимального значения). Таким образом, это говорит нам о том, что для хорошего цемента нам нужна относительно сухая смесь. Неправильно. Есть два других фактора. другое: обрабатываемость и отверждение.

Обрабатываемость: это легкость заливки, формования, разглаживания раствора. Очевидно, что вы хотите, чтобы раствор был несколько более жестким, чем бетон, так как бетон заливается, а раствор наносится. Он должен уметь стоять самостоятельно. Но если вы сделаете это слишком жестким, вы не сможете работать вообще. Решение состоит в том, чтобы добавить больше воды. Для конструктивных элементов существуют вспомогательные вещества, называемые суперпластификаторами, которые улучшают обрабатываемость без изменения соотношения массы и веса, но они не являются полезными / экономически эффективными в строительном растворе. Вот почему я не стал бы увеличивать количество песка — вы потеряете работоспособность.

Отверждение: цемент никогда не прекращает отверждаться. Тем не менее, мы считаем 28 дней полным излечением, при котором цемент достигает своей номинальной прочности. Отверждение — это процесс, при котором частицы цемента связываются с имеющимися частицами воды и затвердевают. Это означает, что вода должна присутствовать в течение полных 28 дней! После того, как исходная смесь застыла, мы должны сохранить поверхность влажной. Вы увидите конструкционные прокладки, покрытые пластиком — чтобы уменьшить испарение. Вы также увидите, как водные грузовики разбрызгивают свежеслитые прокладки, чтобы они не промокли. (Высококачественный сборный материал на заводе часто отверждается паром). Однако в случае раствора наша открытая поверхность является маленькой и вертикальной, что затрудняет добавление необходимой воды после факта, поэтому мы должны включить избыток воды в смеси. Конечно, это снижает прочность от отношения W / C,

Как видите, на самом деле это очень сложная наука, учитывающая множество факторов. В результате вы или я не должны возиться с рекомендуемыми микшерами без веской причины — у нас нет опыта или знаний, чтобы понять последствия. — Промышленность определила, что смеси по умолчанию являются лучшим универсальным компромиссом для многих противоречивых факторов.

Это повлияет на прочность и долговечность вашего раствора. Хотя я здесь не эксперт, ДОЛЖЕН быть оптимальное решение такой проблемы. Какая смесь будет длиться как можно дольше, крепко удерживать камень, который ее окружает, быть сильной на сжатие и т. Д.?

По сути, это задача многокритериальной оптимизации, которая давно решена практикой, чтобы найти сочетание, которое наилучшим образом удовлетворяет всем целям в комбинации. На самом деле, если вы пойдете немного в одном направлении, вы обнаружите, что некоторые из этих целей будут достигнуты лучше, в то время как другие цели пострадают. Вот как ведет себя такая проблема. Таким образом, теперь возникает вопрос: предположим, я добавил еще немного песка (или другого заполнителя) в смесь? Что случится? Очень вероятно (и опять же, я просто догадываюсь о точных эффектах прямо сейчас, когда я разговариваю с манжетой), смесь станет сильнее при сжатии, но в какой-то момент она будет разрушаться легче, становиться менее липкой. Конечно, в какой-то момент добавьте слишком много песка, и все, что у вас есть, это груда песка, которая не обладает ни одним из свойств раствора, который вам нужен.

Точно так же, предположим, я увеличил долю цемента? Имеет смысл, что теперь он лучше прилипает к окружающему камню, но не так сильно при сжатии.

Добавление большего количества воды в смесь имеет другие последствия, также оптимизированные на уровне, который вам посоветовали. Таким образом, если вы добавляете воду, смесь становится более влажной, более легкой в ​​работе, более липкой, но также более скользкой. Это не останется на месте. Это также может изменить время отверждения.

Я хочу сказать, что все эти параметры были выбраны, чтобы быть оптимальными для группы характеристик, которые определяют, что такое раствор и что он должен делать — физические свойства раствора. Фактически, эти параметры были оптимизированы с помощью простых экспериментов масонами в течение многих лет, пока они не создали смесь, которая разумно удовлетворяет лучшим значениям в точке, которая является устойчивой и устойчивой к изменениям материала.

Сказав все это, я сделаю небольшое исследование по этому вопросу. Например, этот сайт говорит мне, что соотношение песка и цемента может быть где-то в диапазоне от 1: 2 до 1: 3, что меняет прочность смеси с точки зрения ее способности выдерживать сжимающие нагрузки. Также упоминается, что добавление гравия в смесь увеличит прочность.

Поскольку я делаю больше чтения, я также вижу, что качество цемента является фактором. С дешевыми вещами вам нужно больше цемента, так что это, вероятно, определяется составом самого цемента. (Есть ли известь в смеси? Сколько?)

Я остановлюсь здесь, так как здесь задействовано МНОГИЕ факторы. Какой песок вы используете? Песок, состоящий из идеально круглых сфер одинакового размера, будет легко обрабатываться. Но это не будет очень сильно. Песок, который является «острым», трещиноватым со многими острыми краями с переменным размером частиц, будет менее легким для смешивания, менее простым в обработке, но более прочным с точки зрения свойств отвержденного материала.

Сочетание размеров агрегатов тоже изменит ситуацию. Очень мелкий песок потребует больше цемента в смеси, так как мельчайшие частицы имеют большую площадь поверхности для заданного объема, поэтому для покрытия песка для хорошей адгезии требуется больше цемента. Но мелкий песок легче смешивать, легче обрабатывать, легче набивать на месте. Если поверхность, которую он должен прикрепить, слишком неровная, она может лучше прилипать. Но добавление в смесь большего заполнителя увеличит прочность на сжатие, поскольку крупный камень прочнее. (В какой-то момент это превращает раствор в бетон.) Вот цитата, которую я нахожу на одном сайте:

«Раствор представляет собой смесь цемента / песка / воды (и обычно извести), предназначенную для укладки кладочных блоков, таких как цементный блок, камень или кирпич. Раствор является« липким », поэтому он прилипает к блоку, камню или кирпичу. Бетон рассчитан на стойкость в одиночестве.»

Хотя я уверен, что я не охватил все факторы здесь, это должно дать вам представление. Здесь задействовано очень много параметров. Важно не только количество цемента и песка, но и точный состав цемента, тип песка, количество воды.