Свойства дизтоплива

Дизельное топливо

Дизельное топливо (ДТ) – это нефтепродукт, используемый как топливо для ДВС, т. е. двигателей внутреннего сгорания. Является одним из самых известных и востребованных среди существующих сегодня. ДТ получают при первичной переработке нефти после отгона из нее определенных фракций.

Фракционный (химический) состав, особенности и характеристики дизельного топлива (ДТ)

Традиционно дизельное топливо представляет собой комбинацию газойлевых и керосиновых фракций нефти. В основе нефтепродукта смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180-360 °C. В зависимости от вязкости выделяют 2 вида дизтоплива:

  • Маловязкое. Иначе называется дистиллятным, используется в быстроходных двигателях. В составе гидроочищенные керосиново-газойлевые фракции первичной переработки нефти, дополненные 20% газойлей, полученных путем коксования и крекинга.
  • Высоковязкое. Считается остаточным, используется в тихоходных двигателях. В составе содержатся мазуты с керосиново-газойлевыми фракциями.
  • Теплота сгорания (сколько выделяет тепла при горении) – 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).
  • Концентрация серы – не более 2000 мг/кг по ГОСТ 32139 и не более 50 мг/кг по ГОСТ ISO 20846.
  • Зольность – не более 0,01%.
  • Коксуемость 10%-го остатка – не боле 0,2%.
  • Общее загрязнение – не более 24 мг/кг.
  • Содержание воды – не более 200 мг/кг.

Цетановое число

Качество горючего отражает цетановое число. Этот показатель отражает время, которое происходит до возгорания топливной смеси в двигателе. Для легковых автомобилей число должно быть не менее 42, для тяжелой техники – от 48. Слишком высокие показатели (больше 60) не рекомендованы. Топливо не успевает сгореть, что ведет к дымным выхлопам и повышенному расходу.

Марки топлива

Дизтопливо классифицируется на несколько видов:

  • Летнее. Кинематическая вязкость – 3-6 сСт. Используется при температуре выше 5 °C, при -10 °C полностью застывает.
  • Межсезонное. Используется при температуре от -15 °C и выше.
  • Зимнее. Кинематическая вязкость – 1,8-5 сСт. Разработан для эксплуатации в холодное время года и в северных регионах, где могут быть морозы до -25 и -35 °C.
  • Арктическое. Кинематическая вязкость – 1,5-4 сСт. Используется в особенно суровых условиях, когда температура воздуха опускается до уровня -45 °C и ниже.

Основная разница между указанными видами заключается в температурных показателях. Зимнее топливо дороже, но оно необходимо, поскольку летнее дизтопливо зимой просто загустевает. Во всех перечисленных марках не должна содержаться вода, поскольку водяная пробка в магистрали приводит к остановке работы двигателя.

Характеристики летних марок:

  • Цетановое число – больше 51.
  • Вязкость – 3-6 мм2/с.
  • Плотность – не более 863,4 кг/м3.

Характеристики межсезонных марок:

  • Цетановое число – больше 45.
  • Вязкость – 3-6 мм2/с.
  • Плотность – не более 863,4 кг/м3.

Характеристики зимних марок:

  • Цетановое число – больше 48.
  • Вязкость – 1,8-5,0 мм2/с.
  • Плотность – не более 843,4 кг/м3.

Характеристики арктических марок:

  • Цетановое число – больше 40.
  • Вязкость – 1,5-4 мм2/с.
  • Плотность – не более 833,5 кг/м3.

Температура вспышки летнего и межсезонного дизтоплива составляет 40 °C, а зимнего и арктического – 30 °C.

Способы получения дизельного топлива (ДТ)

Для получения дизельного топлива нефть подвергают переработке с использованием ректификационных колонн, где она нагревается до нужной температуры и делится на фракции. Дизельная фракция – около четвертой части – получается при нагреве до 180-360 °C. Остальное получают в результате крекинг-процессов с катализаторами в виде металла, водорода или температуры. На этапе крекинга получают до 80% объема дизельного топлива. В конце его подвергают щелочной очистке от примесей.

Способы (область) применения и виды

Дизтопливо используют в качестве горючего для транспорта:

  • Железнодорожного: тепловозов, дизель-поездов, автомотрисов.
  • Автомобильного: грузовых машин, автобусов, военной и сельскохозяйственной техники, легкового дизельного транспорта, дизельных электрогенераторов.

В тихоходных агрегаторах часто используют один из аналогов дизельного топлива – соляровое масло (в народе «солярка»). Их часто сравнивают между собой, но солярка – отдельный нефтепродукт, выступающий лишь частью дизтоплива.

Использование солярового масла в ДВС не слишком эффективно, но ввиду невысокой стоимости его активно применяют в быту, строительстве и на производстве. Солярка может использоваться как горючее на котельных. Дополнительно она применяется для пропитки кожи, в обработке металла, а также как смазочно-охлаждающее средство или закалочная жидкость.

Особенности транспортировки и хранения

Дизельное топливо транспортируют по правилам перевозки опасных грузов. Используется водный, воздушный, железнодорожный и автомобильный транспорт. Последний считают наиболее удобным и доступным. Для перевозки используют автоцистерны вместимостью до 1500 л.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Дизельное топливо ЕВРО производится в соответствии с ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009), а обычное – по ГОСТ 305-2013.

Что такое дизтопливо и как с ним. бороться?
Характеристики дизельного топлива

Дизельное топливо – это та субстанция, которая заставляет работать движители машин. Без него промышленность попросту встала бы. Именно это топливо, которое мы каждый день заправляем в бак автомобиля, приносит нам порой большие проблемы.

Рудольф Дизель (1858–1913) был талантливым изобретателем и инженером, но удачи в жизни это ему не принесло. В 1893-м он разработал и изготовил двигатель внутреннего сгорания с к.п.д. 26%. Это более чем вдвое превышало к.п.д. паровых двигателей того времени. В 1898 г. он продемонстрировал двигатель, который работал на арахисовом масле и имел к.п.д. 75%. В 1913 г. Р. Дизель внезапно погибает при странных обстоятельствах, возможно, это было самоубийство, но это только одна из версий. Дизель направлялся в Англию, чтобы организовать там производство и эксплуатацию своих двигателей, и упал за борт парохода. Вскоре после гибели изобретателя началась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки с дизельными двигателями стали сеять смерть и разрушение в рядах флота Антанты.

Читайте также:
Как бороться с тлей народными средствами

Работы Дизеля продолжили другие первопроходцы, в частности Клесси Л. Камминс. До 1920-х гг. дизельные двигатели были в основном стационарными и работали на биотопливе. В 1920-х годах стали применяться и двигатели, работающие на более жидких видах топлива, которые производила зарождающаяся нефтеперерабатывающая промышленность. Началось время нефтяных магнатов и быстрого развития дизельных технологий.

Современные дизели имеют более высокую мощность и к.п.д., оборудованы турбонаддувом и более экономичны, чем их далекие предшественники. Эти усовершенствования стали результатом широкого применения электроники и в свою очередь сделали необходимым применение топлива и масел более высокого качества.

Использование топлива – непростой вопрос. Разобравшись во всех тонкостях, можно предотвратить неисправности и сэкономить немало средств за время эксплуатации машины. Дизельное топливо характеризуется рядом качеств, которые в совокупности и определяют эффективность его работы. Нельзя сказать, какое из них более важное, чем другие. Все они способствуют выполнению функций топлива в процессе сгорания. Каковы же эти функции? Прежде всего топливо – источник энергии, но этим его функции не ограничиваются. Топливо охлаждает камеру сгорания, а также смазывает трущиеся поверхности деталей и очищает форсунку. Рассмотрим некоторые характеристики дизельного топлива.

Цетановое число. Этот показатель характеризует способность дизельного топлива воспламеняться после впрыска в камеру сгорания двигателя, т. е. определяет период задержки воспламенения смеси от впрыска в цилиндр до начала горения. Чем выше цетановое число, тем легче топливо воспламеняется, тем короче задержка и тем более спокойно и плавно горит топливовоздушная смесь.

Большинство производителей двигателей рекомендуют использовать дизельное топливо с цетановым числом не менее 40. От величины цетанового числа зависят пусковые качества при холодном пуске, скорость прогрева двигателя и равномерность его работы. В Европе выпускают дизельное топливо с цетановым числом около 51, в Японии – приблизительно 50.

Согласно российскому стандарту цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 45, поэтому мощность современных дизелей зарубежного производства (которыми оснащают и зарубежную, и отечественную технику), рассчитанных на «европейское» или японское дизельное топливо, может несколько снижаться при работе на российской солярке. К тому же на дизтопливе с более низким цетановым числом двигатели работают жестче.

Удивительный факт: налоговая политика в нашей стране такова, что чем выше цетановое число дизтоплива (и октановое – бензина), тем выше акцизный налог, т. е. ситуация парадоксальная – государство не поощряет промышленность к производству высококачественного топлива! Если же предприятие все-таки производит высокоцетановое топливо, цена его для потребителей резко возрастает по сравнению с низкокачественным топливом. Таковы «гримасы» неразумной налоговой политики.

Фракционный состав. Иногда, чтобы улучшить низкотемпературные качества, дизтопливо разбавляют керосином, т. е. более легкими фракциями нефти, имеющими более низкую температуру кипения. Использование разбавленного керосином топлива приводит к повышенному расходу и снижению мощности, двигатели работают жестче, сокращается их ресурс. Особенно чувствительны к такому топливу турбодизели с непосредственным впрыском.

Вязкость. Это еще один важный параметр, мера «жирности» дизельного топлива. Частицы вязкого топлива меньше разлетаются, т. е. от этой характеристики зависит форма распыляемого форсункой факела, а от формы факела зависит протекание процесса сгорания топлива. Процесс сгорания должен идти как можно более равномерно. Это означает, что температура по всей камере сгорания должна быть одинаковой, без «холодных» и «горячих» зон. Это в свою очередь означает снижение уровня токсичности отработавших газов (ОГ) при сохранении прочих рабочих характеристик двигателя. Уровень токсичных окислов азота NOx повышается, когда сгорание происходит при высоких температурах, поэтому понижение температуры позволяет понизить их содержание в ОГ и продлить ресурс двигателя, поскольку «горячие точки» порождают зоны концентрации напряжений. В результате такого перегрева поршни и гильзы могут разрушиться. К сожалению, переход на менее вязкое топливо наряду с положительным эффектом имеет и отрицательные последствия. Чтобы обеспечить смазывание деталей топливной аппаратуры, вязкость дизтоплива должна быть не ниже 1,3 сСт. Чрезмерно жидкое топливо не обладает достаточной вязкостью, чтобы смазывать детали топливного насоса, и это может стать причиной проблем: топливный насос может выйти из строя либо продукты износа деталей топливного насоса – твердые частицы – попадут в топливо и повредят детали системы питания, располагающиеся после насоса. И то, и другое нежелательно.

Смазывающая способность и содержание серы. Топливо уменьшает силу трения деталей в топливных насосах и форсунках, а также поршня о зеркало цилиндра. Загрязняющие вещества также снижают смазывающую способность топлива. Особенно сильное влияние в этом плане оказывает вода.

Твердые частицы могут стать причиной ускоренного износа деталей и выхода из строя агрегатов системы питания. Методики определения смазывающих свойств топлива не настолько глубоко разработаны, как это должно быть. Существует две стандартные методики проверки этого свойства: методы HFRR (стендовые испытания на высокочастотное возвратно-поступательное движение) и SBLOCLE (трение шарика в цилиндре), однако ни один из методов не дает однозначно точных результатов.

Исследования показали, что побочным эффектом процессов гидроочистки, использующихся для удаления из топлива соединений серы, является снижение содержания соединений, от которых зависят смазывающие свойства топлива. В Европе и США особенно обострилась проблема смазывающих свойств в последние годы в связи с ужесточением норм содержания серы в топливе: сразу же возросло количество неисправностей топливных насосов высокого давления.

Читайте также:
Интернет-магазин kaup24.ee

Содержание серы – главный «экологический» показатель дизтоплива. Продукты сгорания серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. Сера причиняет ущерб не только природе, но и двигателю – продукты ее сгорания провоцируют коррозию металла, а при контакте их с моторным маслом образуются твердые отложения (двигатель закоксовывается).

Согласно российскому ГОСТу содержание серы в дизтопливе не должно превышать 0,2%. Европейские и московские городские требования жестче – не более 0,05%. Некоторые отечественные нефтеперерабатывающие заводы уже начали выпуск дизтоплива с содержанием серы не более 0,035%, однако считается, что российское дизтопливо с низким содержанием серы обладает плохой смазывающей способностью, и для компенсации этого недостатка производители вводят в него противоизносные присадки.

Коэффициент фильтруемости. Исключительно важный параметр, характеризующий наличие в дизтопливе механических примесей, воды, смолистых веществ и парафинов, влияющих на эффективность и надежность работы топливной аппаратуры. Он определяется по степени засорения тарированного бумажного фильтра после пропускания через него 20 мл топлива при атмосферном давлении. По российскому ГОСТу коэффициент фильтруемости дизтоплива должен быть не менее 3,0. У дизельного топлива высшего сорта коэффициент фильтруемости не превышает 2,0. Как вы понимаете, особенно чувствительны к чистоте топлива дизели зарубежного производства. Срок службы бумажных топливных фильтров сильно зависит от степени загрязнения топлива. По некоторым данным, при изменении коэффициента фильтруемости от 3,0 до 2,0 срок службы фильтров увеличивается более чем вдвое.

Посторонние примеси в топливе. Некоторые посторонние вещества присутствуют в топливе изначально (например, сера), другие появляются после переработки нефти. В дизельном топливе могут размножаться микроводоросли и бактерии! Если микроорганизмы сильно размножатся, они могут засорить топливную систему и вывести из строя форсунки и насосы. Это случается, если цистерны топливозаправщиков не проходят регулярную обработку. В перечне работ, выполняемых при обслуживании топливных цистерн, обязательно должны быть предусмотрены меры по предотвращению размножения микроорганизмов. И все же следует точно убедиться, прежде чем применять средства уничтожения микроорганизмов, что они не повлияют отрицательно на полезные свойства дизельного топлива.

Еще одно вещество, оказывающее отрицательное влияние на качества дизельного топлива, – это парафин. Он ухудшает сгорание и засоряет систему питания. Для растворения парафина в солярку иногда добавляют спирт, но делать это категорически не рекомендуется! Смесь спирта с дизтопливом взрывоопасна! Кроме того, добавка небольшого количества спирта ухудшит смазывающую способность. Надо отметить также, что при добавлении спирта увеличивается цетановое число топлива.

Наиболее часто встречающийся вид посторонних примесей – твердые частицы, например пыль. Пыль может попадать в топливо, если не соблюдать правила эксплуатации топливозаправщика, например, использовать грязную палку в качестве топливоизмерительного щупа.

В поисках панацеи. Какие же меры нужны, чтобы предотвратить неисправности машин, связанные с использованием топлива? Как выстроить отношения с компанией, поставляющей топливо? Проще всего застраховаться от этих проблем – четко указать в договоре, что поставщик отвечает за качество доставленного (а не полученного на нефтеперерабатывающем заводе!) топлива. Многие руководители парков техники применяют эту меру довольно успешно. В настоящий момент поставщики топлива дорожат клиентами, особенно крупными, и готовы взять на себя ответственность за качество, тем более что хорошее топливо стоит дороже. В хозяйствах, где обращают должное внимание на качество топлива, его регулярно проверяют в лаборатории и в случае обнаружения некондиции меняют поставщика.

Если топливо поступает некачественное и применить описанные выше меры невозможно, будет сложно «найти виноватого» и все может окончиться неприятным судебным разбирательством, после которого, скорее всего, обе стороны останутся неудовлетворенными. Бывает и так, что топливная компания не имеет собственного транспорта и пользуется услугами стороннего автоперевозчика, который вносит неизвестное слагаемое в данное уравнение. Условия хранения топлива на месте доставки также могут быть неудовлетворительными, и если цистерны, в которые сливают топливо, плохо очищают, топливо будет попадать в баки машин уже грязным.

В стремлении выдержать рыночную конкуренцию мелкие поставщики топлива идут на поставки некачественного топлива. Даже если топливо не загрязнено, оно может не соответствовать требованиям стандарта по иным характеристикам.

Итак, есть масса возможностей, при которых качество топлива может ухудшиться, а выход в том, чтобы улучшать качество топлива как можно ближе к моменту его заправки в баки машин. Организовать и контролировать этот процесс должен тот, кто больше всего заинтересован, – конечный пользователь. Известно два способа решения проблемы, и каждый имеет сторонников и противников. Один способ – это фильтрация и сепарация, второй – применение присадок. Эти методы мы рассмотрим в следующей статье.

Дизельное топливо

Ди́зельное то́пливо (устар. соляр, разг. солярка, соляриум) — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти.

Название «солярка» происходит из немецкого Solaröl (солнечное масло) — так ещё в 1857 году называли более тяжёлую фракцию, образующуюся при перегонке нефти. Фракция названа так в связи с желтоватым цветом.

Содержание

Применение

Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Читайте также:
Как наносить жидкие обои и как за ними правильно ухаживать?

Основные характеристики топлива

Различают дистиллятное маловязкое — для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Вязкость и содержание воды

Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Основное отличие в температуре предельной фильтруемости (ASTM D 6371) и температурах помутнения и застывания (ASTM D97, ASTM D2500), указанной в стандартах на это топливо. Производство зимнего топлива обходится дороже, но без предварительного подогрева невозможно использовать летнее топливо при −10 °C, например. Ещё одной проблемой является повышенное содержание воды в дизельном топливе. Вода отслаивается при хранении дизтоплива и собирается внизу, так как плотность дизтоплива меньше 1 кг/л. Водяная пробка в магистрали полностью блокирует работу двигателя. Требования межгосударственного стандарта ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» регламентируют кинематическую вязкость при 20 °C для летних сортов в пределах 3,0÷6,0 сСт, для зимних сортов 1,8÷5,0 сСт, для арктических 1,5÷4,0 сСт. Этот стандарт требует также отсутствия воды во всех марках топлива.

Воспламеняемость

Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число (Л-45). Цетановое число характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином, которое в стандартных условиях ASTM D613 имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C.

Содержание серы

В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как таковая; R — углеводородный радикал. Содержание серы в нефти находится в пределах от 0,15 % (легкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5—7 % (тяжёлые битуминозные нефти); допустимое содержание в некоторых остаточных топливах — до 3 %, в судовом топливе — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном топливе – не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для ДТ с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие присадок.

Порядковый номер согласно принятой ООН системе: 1202, класс — 3.

Физические свойства

Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 33 °C. Температура застывания: −5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—250 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 30 °C. Температура застывания: −35 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—200 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 25 °C. Температура застывания: −50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 35—180 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего дизельного топлива.

Альтернативы традиционному дизельному топливу

Биодизель

Биодизель — смесь метиловых эфиров жирных кислот, сходная по физическим и химическим свойствам с дизельной фракцией из нефти. Биодизель имеет цетановое число не менее 51 (по сравнению с обычным дизельным топливом 42—45), температуру вспышки более 150 °C, имеет хорошие смазочные характеристики. Главный недостаток — ограниченный срок хранения после изготовления — не более 3 месяцев вследствие бактериального разложения. В то же время данное свойство является одним из главных преимуществ — в случае утечек биодизельного топлива оно подвергается полному биологическому распаду без ущерба окружающей среде.

Получается реакцией переэтерификации жирных кислот, содержащихся в растительных маслах (рапсовое, соевое, пальмовое) и метилового спирта в соотношении 10:1, в присутствии в качестве катализатора – метилата натрия. Реакция происходит в процессе смешения масла и спирта в емкости с мешалкой при нормальной температуре 20-25 °C. Побочным продуктом является глицерин, отделяемый далее в отмывочной колонне водой.

Эмульгированное дизельное топливо

Альтернативой обычному дизельному топливу является добавление в обычное дизельное топливо 20 % воды и 1 % эмульгатора. Смесь можно использовать в обычных дизелях без их переделки. Цвет смеси – мутно белый. Срок хранения после приготовления – около трёх месяцев. Технология применяется в Германии. Возможность добавления воды и эмульгатора в биодизель не изучена.

Читайте также:
Что можно сделать из картонных коробок: необычные идеи

Но добавление воды в дизельное топливо катастрофично. Для форсунок с высоким давлением (как у CDI) вода и сера является агрессивным элементом. При высоком давлении и воде в составе топлива образуется серная кислота, которая губит прецизионные каналы. Кроме того, при попадании картерных газов в масло сера сокращает срок его службы. Поэтому в инструкциях импортных автомобилей производители пишут, что срок замены масла в странах бывшего СССР (где ещё продается соляр с серой в 0,2 %) сокращается вдвое. Кроме того, кислоты сокращают срок службы катализаторов и сажевых фильтров.

Экспорт и внутреннее потребление в России

Дизельное топливо занимает третье место после нефти и газа в структуре экспорта России (в денежном выражении).

  • В 2005 году из России было экспортировано 33,8 млн тонн дизельного топлива на сумму 16,2 млрд долл.[1].
  • В 2006 — 36,1 млн тонн, на сумму 20,2 млрд долл.
  • В 2007 — 35,7 млн тонн, на сумму 21,4 млрд долл. [2].

Бетон: характеристики и свойства

Бетон — строительный материал, получаемый из смеси воды, цемента, песка и наполнителя. По прочности он не уступает граниту или мрамору. Существует много разновидностей материала: характеристики и свойства бетона находятся в зависимости от пропорций составляющих.

Основные компоненты, входящие в состав

Пропорции ингредиентов определяют ГОСТ и СНиП. Согласно стандартам, материал содержит 4 основных составляющих:

  • щебень (4 части);
  • вода (0,5 части);
  • песок (2 части);
  • цемент (1 часть).

Современные производители также добавляют специальные вещества — пластификаторы, усиливающие прочность и пластичность сырья. Указанные пропорции универсальны.

Однако на практике соотношение компонентов зависит от марки бетона и цемента, свойств песка и щебня, добавляемых пластификаторов, условий замеса и других факторов. В промышленности при производстве стройматериала учитывается несколько десятков показателей.

Свойства

Процент основных ингредиентов, взятых при смешивании, определяет характеристики бетона. Они влияют на класс и марку материала.

Прочность

Это основное свойство сырья. Для определения прочности изготавливают эталонный куб с ребром 200 мм и подвергают его тестированию 2 способами:

  1. Разрушение. Контроль прочности проходит в лабораторных условиях. Кубик размещают под пресс и подают на него нагрузку в десятки тонн. Полученный коэффициент определяет марку материала.
  2. Неразрушающее воздействие. На бетон оказывают влияние отскок, ультразвук, ударный импульс. Затем специалисты рассчитывают показатели исходя из полученных результатов.

На прочность также влияют характеристики цемента и каменного заполнителя.

Плотность

Это свойство измеряется в процентах и всегда меньше 100%. В зависимости от показателей материал делится на 3 вида:

  1. Легкий (500-2000 кг/м3). Если плотность до 500 кг/м3, бетон называют особо легким. Материал создают на основе мелкого или крупного пористого заполнителя. Легкое сырье используют при строительстве оград и несущих конструкций.
  2. Тяжелый. Плотность материала — 2000-2500 кг/м3. Для его получения добавляют крупный песок или твердые горные породы, применяют для создания несущих плит.
  3. Особо тяжелый. К этому виду относится железобетон. Его плотность выше 2500 кг/м3. Разновидность бетона изготавливают с применением стали, чугуна, барита и т. д. Тяжелый вид используют при строительстве объектов особого назначения, например, атомных электростанций.

Тяжелый бетон

Чем больше плотность, тем выше прочность.

Структура

Пористость не менее важный показатель, чем плотность. По структуре выделяют 4 вида материала:

  1. Слитные (или плотные). В межзерновом пространстве вяжущий заполнитель. Слитные бетоны морозостойкие и влагоустойчивые, используются при производстве несущих плит.
  2. Крупнопористые. У этого вида пустоты между зернами остаются незанятыми.
  3. Поризованные. В межзерновом пространстве добавки, образующие газ или пену.
  4. Ячеистые. В этом виде материала специально создают поры. Для этого используют комбинацию порообразующих добавок, тонкодисперстного компонента и вяжущих соединений. Ячеистые бетоны применяют для строительства теплоизоляционных конструкций и ограждений.

Ячеистый бетон

Пористость не означает потерю прочности материала. Для поддержания этого свойства добавляют специальные вещества.

Масса материала зависит от характеристик наполнителя. По удельному весу сырье делится на 4 вида, под его влиянием колеблется масса кубометра:

  • 0,5 т. Таков вес особо легких материалов. Они применяются для теплоизоляции: ячейки занимают 85%;
  • 0,5-1,8 т. Это масса легких бетонов с пористыми заполнителями или без них;
  • 1,8-2,5 т. Таков вес тяжелых материалов с крупными заполнителями (гравий, щебень). Этот вид имеет широкое назначение;
  • 2,5-3 т. Массу определяют тяжелые заполнители (металл, барит и др.).

Масса кубометра зависит от прочности и плотности сырья.

Водостойкость

Это свойство определяет, насколько бетон способен противостоять влаге и не разрушаться. Чтобы определить водонепроницаемость, делают 2 образца материала. Один раздавливают с помощью пресса всухую и определяют прочность.

Второй опускают в воду и дают напитаться влагой. Затем помещают образец под пресс. При коэффициенте размягчения более 0,8 материал используют для строительства пирсов, плотин. Бетон делится на марки по водостойкости, при этом маркировка обозначает уровень давления жидкости во время испытаний.

Морозостойкость

Характеристики и свойства бетона включают способность материала выдерживать оттаивание и замораживание жидкости. В поры попадает вода, которая под влиянием внешних условий замерзает, а затем тает.

Морозостойкость определяется тем, насколько бетон может выдержать многократно подобные воздействия. При этом его качество не снижается, материал не разрушается.

Теплопроводность

Это свойство передавать тепло, возникающее на поверхности материала под влиянием внешних условий. Теплопроводность бетона выше, чем у строительного кирпича, но ниже, чем у стали.

Читайте также:
Специфика и виды мебельной кромки

Пропорции разных марок

Марку бетона определяют по прочности материала. Она обозначается буквой М и цифрами от 50 до 1000. Популярностью пользуются марки в диапазоне от М100 до М500. Бетон М350-М500 обладает особой прочностью: он применяется для изготовления гидротехнических конструкций, строительства мостов.

Если марка — показатель средний, то класс гарантирует, что бетон выдерживает заявленное давление. Этот термин применяется в профессиональной среде. Класс обозначается буквой В и цифрами.

Марки бетона имеют состав, определяемый ГОСТом. Все компоненты в материалах взяты в определенном соотношении. Рассмотрим состав популярных марок и их назначение в таблице при условии, что используется цемент М500.

При промышленном производстве бетона подбирают марку цемента, соответствующую классу бетона. Учитывают и другие характеристики, влияющие на пропорции материалов.

Требования к цементам

Главный компонент для приготовления бетона — цемент. Существует много видов этого материала с различной вязкостью. Чаще для строительства применяют портландцемент.

Материалы делятся на марки и определяют класс конечного изделия. Цифры в маркировке цемента обозначают нагрузку в мегапаскалях, которую выдерживает сырье.

Для производства бетона от М300 требуется цемент с показателем марки выше в 2-2,5 раза. В быту популярен портландцемент М400: он достаточно прочный для домашних нужд. В промышленности используют марку М500. Она позволяет создавать сырье повышенной прочности.

При выборе цемента обращают внимание на его состав в зависимости от назначения будущего бетона. Скажем, если предполагается добавление противоморозных веществ, требуется сырье с содержанием трехкальциевого силиката от 50%. Бетоны с комплексными добавками изготавливают на основе материала с количеством силиката 8%.

Большую роль играет свежесть цемента. Такое сырье рассыпчатое, не содержит комков. Если материал впитал влагу, он не годится для производства.

Области применения

Свойства и составы бетонных смесей определяют разновидности сырья по назначению. Они распределяются на группы в зависимости от характера работ. Классификация позволяет выделить нужный вид для строительства.

Для наружных работ

Материалы, предназначенные для постройки уличных объектов, делятся на виды:

  1. Железобетон. В этом сырье материал сочетается с арматурой. Материал сохраняет свойства при температуре от -40 до +60. Используется для заготовки перекрытий. Сродни ему армобетон, изготовляемый из раствора цемента с песком с помощью армирующих элементов.
  2. Металлобетон (метон). Новейшее изобретение, представляющее собой композит из металлической матрицы и заполнителей (стекла, керамики, шлаков). Имеет повышенный запас прочности, что позволяет отливать заготовки без трещин. Используется для объектов с повышенным радиационным фоном.
  3. Гидротехнический. Водонепроницаемый бетон, из которого возводят здания в местах, где почва подвержена подтоплениям. Для повышения водостойкости используют заполнитель, который предварительно гранулируют.
  4. Силикатный. Делают сырье с применением кремния и извести, иногда кварца. В качестве заполнителя используют песок. При производстве подвергается воздействию пара при температуре более 170 градусов в автоклаве.
  5. Керамзитобетон. В качестве заполнителя применяют керамзит, что снижает массу материала и его стоимость.
  6. Перлитобетон. Заполнителем служит перлит. Это легкое сырье, из которого делают ограды.
  7. Туфобетон. Сырье с вулканическим туфом, используется для стен и бетонных перекрытий.
  8. Напрягающий. Готовится на основе напрягающего цемента. Последний придает сырью повышенную морозостойкость, прочность. При затвердевании материал расширяется. К группе напрягающих относится безусадочный бетон, который полностью гидроизолирован благодаря входящим в него примесям. Напрягающие виды используют в бытовом и промышленном масштабе.

Перечисленные разновидности обладают высокой прочностью, поскольку предназначены для наружного применения.

Для внутренних работ

Сырье для внутренних работ менее прочное. Но оно доступно, недорого и удобно в работе.

Выделяют несколько видов бетона для внутреннего применения:

  1. Пластбетон. Материал с полимером и заполнителем из песка, используемый для заливки полов.
  2. Пемзобетон. Сырье, в состав которого входит пемза. Применяют для теплоизоляции.
  3. Гипсобетон. Вместо цемента для его изготовления используют строительный гипс. Заполнителями служат камень, солома и дерево. Это водорастворимый материал, применяемый только для внутренних работ.
  4. Ячеистый. Этот вид используют для теплоизоляции.ґ
  5. Бетонолит. Вещество, напоминающее шпаклевку. Применяется для заделывания трещин, швов в стенах зданий.

Характеристики каждой бетонной смеси зависят от ее предназначения. Отдельно стоит выделить жаропрочный бетон, применяемый в доменных печах и способный вынести высокие температуры.

Приготовление

Описание разновидностей бетона предполагает, что изготовление материала в промышленных масштабах требует тщательной подборки марки цемента, учета свойств и характеристик применяемых компонентов.

Бетонные блоки и жидкое сырье, получаемые на заводах, обходятся дешевле, чем производство смеси вручную в бытовых условиях. Это объясняется присутствием в промышленности добавок, снижающих себестоимость получаемого сырья.

Схема заводского производства бетона предполагает тщательную предварительную проверку ингредиентов. Они должны быть чистыми, без примесей. Особенно много хлопот доставляет щебень, поступающий с примесями горных пород.

Засыпку, вес и пропорции компонентов работники контролируют с помощью современного оборудования. Воду для приготовления водоцементной смеси берут максимально чистую. Любая химия, попавшая в жидкость, повлияет на свойства конечного продукта. Технология предполагает несколько ступеней очистки воды.

Мешают вещества с помощью БСУ (бетоносмесительной установки). Для заливки фундамента сырье транспортируют в жидком виде к месту строительных работ.

Как правильно замесить

Чтобы смешивать компоненты, отлично подходит бетономешалка. Оборудование позволяет получить качественное однородное сырье. Если нет специального устройства, воспользуйтесь дрелью с венчиком для замеса.

Читайте также:
В чём смысл проведения реставрации старых деревянных окон?

Такой способ более трудоемкий, но гарантирует получение качественного материала. Для этого понадобится ведро или другая глубокая емкость. Месить бетон лопатой не рекомендуют. Продукт получится неоднородным и может быстро застыть.

Определение пропорций веществ проводите с помощью таблиц с марками бетона и соотношением ингредиентов в составе. Предварительно узнайте объем бетономешалки или емкости и высчитайте вес компонентов. В обычной бетономешалке помещается 200 л.

Готовить сырье можно 2 способами. Разница между ними заключается в порядке добавления составляющих:

  • налейте в бетономешалку немного воды. Добавьте цемент, перемешайте. Затем подсыпьте песок и щебень;
  • все сухие ингредиенты перемешайте и долейте воду.

Во время приготовления следуйте правилам:

  • песок засыпайте сразу после цемента, дайте материалам пару минут, чтобы смешаться;
  • добавьте воды, перемешивая цемент;
  • в раствор из песка и цемента высыпьте щебень;
  • добавки, пластификаторы кладите на последнем этапе;
  • регулируйте вязкость и плотность сырья добавлением воды.

Готовую смесь используйте, чтобы забетонировать дорожки, залить фундамент для небольшой постройки, сделать лестницу, подъезд для машины.

Возникновение бетона еще в древние времена во многом определило технический прогресс. Сегодня ученые разрабатывают новые виды материала с улучшенными свойствами. В то же время сырье легко изготовить в домашних условиях и использовать в бытовых целях.

Бетон в строительстве: виды, выбор, применение

Один из наиболее используемых материалов в строительстве является бетон. Он многофункционален, и является универсальным средством фиксации. Применяется почти во всех видах строительных работ. Сегодня на рынке существует достаточно много разных производителей бетона, а также разновидностей самого материала, в зависимости от характера применения. Основные преимущества бетона – это приемлемая цена сырья и долговечность. Стоит отметить, что бетон достаточно влагоустойчивый и является огнеупорным, благодаря своей невысокой теплопроводимости. О видах бетона и его выборе мы поговорим сегодня в этой статье.

Применение бетона в строительстве

Наиболее часто бетон используется для заливки фундаментов, постройки монолитно-каркасных зданий и бетонно-каркасных изделий. Незаменим в дорожном строительстве. Также его применяют в ремонтных работах для внутренней и внешней облицовки зданий, герметизации. Без применения бетона не обходится строительство мостов, дамб, плотин и бассейнов. Производство бетонных плит, качественного строительного материала, невозможно без бетона, как понятно из названия материала. Бетон используют для создания имитации натурального камня в декоративных целях. Такой материал необходим для строительства стен, он придает им прочность, колон, фасадных конструкций. Используется для стяжки и заливки пола. Без него не обходится армирование бетонных конструкций металлическими каркасами. Таким образом, можно выделить основные функции бетона в строительстве:

  • заливка основы зданий;
  • закладка и отделка конструкций;
  • покрытие дорог;
  • гидростроительство.

Из вышеперечисленного становится понятно, что бетон в строительстве – основополагающий материал, заменить который будет весьма проблематично.

Виды бетонных смесей

Для того, чтобы бетон приобрел дополнительные свойства, в состав самого материала могут добавляться разнообразные элементы. Добавление тех или иных компонентов напрямую зависит от целевого использования бетона. Как правило, при изготовлении бетонной смеси, производители стараются усилить такие его свойства, как морозостойкость, прочность, влагоустойчивость. Сегодня в строительстве различают бетонные смеси на основе разного вяжущего вещества:

  • силикаты;
  • гипс;
  • щелочные основы;
  • цемент.

Бетон так же классифицируют на виды согласно его плотности:

  • на особо тяжёлые – более 2500 кг на кубический метр;
  • тяжёлые – 1800-2500 кг на кубический метр;
  • лёгкие – 600-800 кг на кубический метр;
  • особо лёгкие менее 600 кг на кубический метр.

Бетонные смеси различаются своей структурой. По этому показателю различают следующие виды бетонных смесей:

  • крупнозернистые и мелкозернистые смеси;
  • смеси с малым содержанием щебня, крупнопористые или беспесчанные;
  • ячеистые и пенобетонные смеси.

Критерии выбора бетона для строительства

Для выбора необходимого материала, стоит, в первую очередь, определить, в какой области будет использоваться бетонная смесь. Например, вам нужен обычный бетон или бетон для гидростроительства. Для сооружения ограждений используют более легкие бетонные смеси, чем для строительства дорог. Существуют еще бетоны специального назначения. Поэтому, как правило, лучше проконсультироваться с опытными строителями, прежде чем сделать выбор. Однако, несколько критериев выбора бетона можно назвать общими.

  • Стоит обратить внимание на такие свойства бетонной смеси, как способность заполнять форму и уровень уплотнения. Разные строительные сферы применения предполагают разный уровень этих показателей. Интенсивность уплотнения напрямую зависит от метода образования бетонной смеси и дополнительных компонентов. В зависимости от этого различают подвижные и жесткие смеси из бетона.
  • Следующий критерий, на который стоит обратить внимание – это прочность. Разные бетонные смеси имеют различную прочность, в зависимости от состава смеси. От прочности материла напрямую зависят важные свойства, такие как морозостойкость. Если вам необходимо получить высокий показатель морозостойкости, то следует выбирать бетоны с плотной структурой.
  • Профессионалы рекомендуют учитывать и другие важные пункты при выборе материала, такие как коррозиестойкость и огнестойкость бетонов.
  • Нельзя упускать из вида такие свойства материала, как расширение и усадка бетона. Чтобы избежать разрушения конструкции и образования трещин, нужно учитывать процесс отвердевания бетонов. Он всегда сопровождается усадками, а во влажной среде даже разбуханием. Чтобы этого избежать рекомендуется использовать безусадочные цементы.

Подводя итоги, можно сказать, что бетон является основой любых строительных работ, как крупных объектов и производства, так и рядового ремонта. Во-первых, благодаря своему широкому спектру применения, во-вторых, доступной стоимости. Его свойства делают материал прочным, а значит и долговечным. Главное, правильно выбрать бетон, учитывая все необходимые характеристики и задачи.

Читайте также:
Все об орхидее: правильный уход до и во время цветения

Бетоны: обширное семейство

На самом деле бетонов много, они различаются и по структуре, и по назначению, и по внешнему виду. Об их многообразии мы и предлагаем поговорить подробнее.

Серым и твердым выглядит обычный цементный бетон, который чаще всего используется в загородном домостроении. Основу его составляют цемент, песок и вода, взятые в различных пропорциях. И думается, один раз в жизни каждому приходилось самостоятельно делать такой цементный бетон – в стройотряде ли, при строительстве гаража или дачи и т. д. При этом далеко не каждый знает, что цементы могут быть тяжелыми, облегченными, легкими, ячеистыми. Или, допустим, силикатными, полимерными или гипсовыми.

Начнем с цементных бетонов, которые готовят на основе различных цементов. Среди них основное место занимают бетоны на портландцементе, они составляют примерно 65 процентов общего объема производства. Кроме того, успешно используют бетоны на шлакопортландцементе и пуццопановом цементе.

К разновидностям цементных бетонов относят:

  • декоративные бетоны (на белом и цветном цементе),
  • бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе),
  • бетоны для специальных целей (на глиноземистом цементе).

Силикатные бетоны готовят на основе извести, применяя автоклавный способ отвердевания. Гипсовые бетоны делают на основе гипса и применяют в основном для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий.

Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные или пуццопановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Они применяются, как правило, для изготовления объемных блоков санузлов и конструкций малоэтажных строений, имеющих контакт с водой.

Шлакощелочные бетоны (они еще мало применяются в строительстве) готовят на молотых шлаках, с использованием щелочных растворов.

Полимербетоны изготавливают на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют полиэфирные, эпоксидные или карбамидные смолы, которые затем с помощью специальных добавок отвердевают. Такие бетоны пригодны для использования в агрессивных средах.

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества. Специальные бетоны делают с применением особых вяжущих веществ; для кислото-упорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло или фосфатное связующее.

Многие свойства бетонов зависят от его плотности. По плотности бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг на кубометр, тяжелые (1800–2500 кг/м3), легкие (500–1800 кг/м3) и особо легкие (менее 500 кг/м3). Особо тяжелые бетоны делают на тяжелых заполнителях – стальных стружках или опилках, железной руде или барите.

Бетонные конструкции

Тяжелый бетон идет на фундаменты и своды в монолитном домостроении, легкий и особо легкий применяются для внутренних стен, перегородок. В строительных нормах и правилах четко указано применение бетона того или иного вида. Проектировщики пользуются ими, когда решают конструкторские задачи, рассчитывая нагрузку для здания.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготавливаемых на заводах, так и возводимых непосредственно на месте строительства. В первую очередь следует упомянуть фундаментные блоки, изготовленные из армированного бетона марки 200. Их вес может достигать трех тонн, при этом нижний фундаментный блок делается с расширением книзу, а стеновые блоки подвала (также весом до трех тонн) имеют прямоугольное сечение и могут быть как сплошными, так и с пустотами.

Бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг на кубометр, тяжелые (1800–2500 кг/м3), легкие (500–1800 кг/м3) и особо легкие (менее 500 кг/м3). Тяжелый бетон идет на фундаменты и своды в монолитном домостроении, легкий и особо легкий применяются для внутренних стен, перегородок.

Стеновые бетонные блоки могут весить от нескольких десятков килограммов до трех–пяти тонн. Они изготавливаются из обычного или крупнопористого бетона. Иногда такие блоки дополняются специальной арматурой, которая облегчает их захват во время установки в стену. В некоторых случаях внутренняя стена такого блока заранее покрывается штукатуркой.

Из бетона также делаются балки перекрытий – прямоугольного сечения и тавровые. Длина их может достигать шести метров и более. Балки длиной до шести метров изготавливают из обычного бетона, более шести – из напряженного бетона.

Кроме того, из бетона могут изготавливаться лестничные пролеты, а также различные архитектурные детали для украшения фасада: капители, наличники, карнизы. Железобетон нашел применение и при изготовлении оград для загородных участков – эти ограды ни в чем не уступают чугунным, но при этом более дешевы.

Ячеистые новации

Строго говоря, ячеистые бетоны уже нельзя считать новацией: у этих строительных материалов давно появились свои сторонники, а их применение в загородном домостроении с каждым годом расширяется. Но в сравнении с традиционным бетоном пенобетон и газобетон все-таки являются более новыми и прогрессивными материалами.

Ячеистый бетон – легкий материал с очень хорошими теплоизоляционными характеристиками, прочный и долговечный. Его можно отделывать практически любым материалом, включая кирпич и дерево, очень просто и дешево транспортировать. Использование ячеистобетонных блоков позволяет значительно сократить трудозатраты и ускорить строительство дома.

Основа пенобетона – смесь вяжущего и кремнеземного компонентов с добавлением пенообразователя. После перемешивания с водой она вспучивается, приобретая ячеистую структуру. В результате мы получаем легкий материал с очень хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Способность хорошо сохранять тепло – основное преимущество ячеистых бетонов. К примеру, 20 см пенобетона в отношении теплосбережения соответствуют 40 см дерева или 140 см кирпича. Согласно новым СНиПам термическое сопротивление материалов для нашего региона должно быть не менее 3,060С м2/Вт. Так вот, данное требование выполняется при толщине стен из силикатного кирпича 2,5 м, а из пенобетона – всего 37 см! Поэтому и в стоимости разница получается существенная.

Читайте также:
Особенности выбора складных ножей

Кроме того, использование пенобетонных блоков позволяет значительно сократить трудозатраты. Производительность труда при их кладке – выше, чем при использовании стандартного кирпича, поэтому квадратный метр стены обходится в два-три раза дешевле. Наконец, снижение веса самой стены (а пенобетонная стена гораздо легче кирпичной!) приводит и к экономии на каркасах конструкций, опорах и сваях.

Пенобетон изготавливают как в стационарных условиях, так и непосредственно на стройплощадке, где с помощью мобильного оборудования можно получить состав заданной плотности.

В первом случае он применяется в виде блоков; самый ходовой размер – 500 Ѕ 400 Ѕ 200 мм. Во втором – в жидком виде. Пенобетон высокой плотности используется при сооружении фундамента или этажных перекрытий. Менее плотный материал служит для изготовления сборных блоков и панелей перегородок в зданиях, для теплоизоляции полов и крыш, а также для заполнения пустот и звукоизоляции.

Что лучше – применять готовые блоки или использовать технологию заливки прямо на стройплощадке? Это зависит от целей и ваших возможностей. Готовые пенобетонные блоки по размеру больше кирпича, и из них можно очень быстро возвести стены. В качестве перекрытий используют железобетонные плиты, что также выгодно с точки зрения экономии времени. При этом вы сразу получаете геометрически точную «коробку», которую сразу можно отделывать.

Но и в случае применения жидкого пенобетона не понадобится много времени. Вначале изготавливается каркас из дерева или легких стальных конструкций. Далее производится наружная облицовка каким-либо материалом (кирпичом, ЦСП и т. д.) и внутренняя облицовка. А затем между наружной и внутренней облицовкой заливается пенобетон. По весу такой пенобетон оказывается даже легче, чем готовые блоки, да и заливку сделать недолго.

Итак, еще раз перечислим положительные качества пенобетона. Это очень надежный материал, он практически не подвержен воздействию времени, то есть построенные из него дома могут стоять многие десятилетия. Замкнутые поры препятствуют впитыванию влаги пенобетоном, а его повышенная прочность на сжатие позволяет получать материал с хорошей несущей способностью. О теплозащите уже говорилось выше – она обеспечивается тем, что пенобетон в значительной степени состоит из воздушных пузырьков, а воздух, как известно, лучший теплоизолятор. Дома из пенобетона способны аккумулировать тепло и в итоге существенно (до 20–30%) снижать расходы на отопление. Пенобетон защищает и от жары, а также регулирует влажность воздуха в помещениях, создавая комфортный микроклимат в загородном доме.

В пенобетоне можно очень легко прорезать каналы под электропроводку, розетки, трубы, воздуховоды. Пенобетон является отличным звукоизолятором, в пенобетонном доме вы будете хорошо защищены от шума проходящей поблизости трассы или звука работающего в пристройке дизель-генератора. Этот материал не выделяет токсичных веществ, по своим экологическим качествам уступая лишь древесине. Зато он огнестоек, то есть не разрушается под воздействием высокой температуры, и, естественно, не возгорается. Пенобетон прост в обработке, он ничем не сдерживает фантазию заказчика и архитектора. Его можно отделывать практически любым материалом, включая кирпич и дерево. Пенобетон легко и дешево транспортировать – для перевозки готовых блоков можно использовать любой вид транспорта.

Еще один член семейства ячеистых бетонов – газобетон. Он тоже принадлежит к сравнительно новым строительным материалам, но, опять же, пользуется немалым спросом на строительном рынке. По сути газобетон является искусственным камнем, который изготавливается по специальной технологии. В воде замешивается цемент, молотый кварцевый песок, тщательно размельченная известь и гипсовый камень, добавляется алюминиевая пудра. После этого в теплой влажной камере смесь вспухает, поднимается и превращается в массив газобетона. Массив разрезают на блоки и помещают их в автоклавную печь, где они подвергаются закалке водяным паром при давлении 8–12 атмосфер и температуре 200оС.

Производителей качественного газобетона немало, в частности, хорошую репутацию имеет продукция эстонских производителей. В Петербурге качественный газобетон на немецком оборудовании производит 211 КЖБИ. Немецкая технология обеспечивает высокую геометрическую точность блоков, равномерную плотность массива и наилучшие показатели прочности готовых блоков и армированных плит.

Газобетон (как и пенобетон) обладает отличными теплоизоляционными свойствами: выложенная из него стена эффективно защищает загородный дом от холода, будучи при этом сравнительно тонкой. Сравнительно с чем? Конечно, с традиционным кирпичом. Для того чтобы наружные стены соответствовали по теплозащитным свойствам требованиям СНиПов, достаточно выбрать газобетон толщиной 400 мм при плотности 500 кг/м3. Стены же из кирпича с такими же показателями по теплопроводности должны быть не менее 640 мм. При этом вес одного квадратного метра стены из газобетона будет в три раза легче кирпичной стены такой же площади. А значит, и затраты на фундамент под дом со стенами из газобетона будут значительно меньше. Если сюда включить транспортные расходы (доставка газобетона также очень простая операция), то в итоге получается весьма серьезная экономия. А потому популярность газобетона среди строителей вовсе не вызывает удивления.

Еще один плюс газобетона – возможность быстрого возведения стен, поскольку стеновые блоки из газобетона больше, чем даже крупноформатный кирпич. Из газобетона можно за один сезон легко построить надежный и теплый загородный дом. Долговечность готовой стены – не менее 100 лет. Кроме блоков производится также армированный газобетон в виде балок, плит перекрытий и т. д.

Читайте также:
Геология участка для индивидуального жилого строительства (ИЖС) в Питере и области

Итак, семейство бетонов – довольно обширное, но вряд ли останется неизменным. Технологии развиваются, и в этой сфере строительной индустрии наверняка будут неожиданности и сюрпризы.

Мнение специалиста

В настоящее время технологичности и экономичности возведения элементов зданий уделяется большое внимание. И неудивительно, что многие новые строительные технологии направлены на то, чтобы максимально эффективно использовать все положительные качества железобетона. Особого внимания заказчиков и частных домостроителей заслуживают облегченные сборно-монолитные системы перекрытий. Принцип дискретизации несущих элементов перекрытия в совокупности с использованием специальных армокаркасов обеспечивает повышение несущей способности при снижении веса плиты. Так, например, сборно-монолитные перекрытия «Терива» легче аналога из сборных плит на 120 кг/кв. м, при несущей способности до 400 кг/кв. м и пролете на 6 метров(!). Но мало купить элементы перекрытия – их нужно еще и смонтировать. И здесь сборно-монолитные системы ведут себя превосходно: при их монтаже не требуется опалубка, кран, тяжелое и дорогостоящее сопутствующее оборудование, что значительно снижает стоимость конечного продукта. Не зря эти системы успешно применялись еще в СССР при строительстве промзданий. В облегченном варианте они теперь подходят практически для всех сфер домостроения.

Разновидности бетонов и их классификация

По свидетельству археологов и экспертов по строительству, бетон как строительный материал начали применять ещё в древней Месопотамии, около 4 000 лет назад. А широкомасштабным применение бетона в строительстве стало в древнем Риме, при возведении доступного жилья и культовых сооружений. Так, купол знаменитого Пантеона вообще создавался без использования арматуры и до сих пор является уникальным в своём роде сооружением.

Но, как это часто бывало в истории человеческой цивилизации, это техническое достижение было утеряно в века варварства, и заново воссоздано лишь спустя более чем полтора тысячелетия – в 1824 году англичанин Дж. Аспдин получает патент на портландцемент.

  1. Бетон – что это?
  2. Классификация бетона
  3. Виды добавок
  4. Маркировка

Бетон – что это?

Являясь искусственным строительным камнем, на начальной стадии своего изготовления бетон представляет собой полужидкую смесь воды, вяжущего вещества и наполнителя. Это его основные компоненты. Для получения тех или иных свойств в бетонную смесь вводятся различные добавки, благодаря чему стала возможной его классификация. В качестве добавок могут выступить пластификаторы, ускорители застывания, вещества, повышающие прочность, водонепроницаемость, стойкость к морозам или к воздействию высоких температур, способность защищать от ионизирующих излучений и т. д.

Вяжущим веществом почти всегда выступает цемент, а в наполнители идут песок, щебёнка, гравий и другие твёрдые сыпучие материалы. Сталь, имеющая практически такой же коэффициент расширения при воздействии на неё жары или холода, как бетон, вводится в него в виде армирующих элементов, в итоге чего получается железобетон. А если в бетонную смесь добавляются стальные и железные опилки и стружка, получается тяжёлый и сверхпрочный бетон. Пример применения изделий из такой смеси – саркофаг над 4-м энергоблоком Чернобыльской АЭС.

Классификация бетона

  • по назначению,
  • по типу вяжущего,
  • по виду заполнителей,
  • по структуре,
  • по условиям твердения.

По назначению

Разделяется на обычные бетоны, идущие на возведение зданий при жилищном строительстве и при создании промышленных объектов, и специальные: гидротехнические (молы, пирсы, плотины, причалы, волнорезы и т. д.), декоративные, теплоизоляционные, дорожные. Кроме того, к специальным относят жаро- и химически стойкие, антирадиационные, звукопоглощающие и другие.

По типу вяжущего

В качестве связывающего вещества в бетонах могут быть использованы:

  • цемент, (портландцемент), пуццоланы, шлакопортландцемент;
  • силикаты, где вяжущими выступают известь и молотый кремнезём;
  • гипс, применение которого позволяет получить бетонный состав для потолков, перегородок, декоративной отделки и для выравнивания стен;
  • полимеры в виде стиролов и полимерных коллоидов;
  • асфальт, получаемый при смеси битума и заполнителей;
  • шлакощелочное связывающее – из размолотых шлаков с щелочными растворами вместо чистой воды.

По типу заполнителей

Заполнителями в бетоне бывают искусственные и природные материалы с определённым размером частиц. Цель их использования – взять на себя часть возникающих при неизбежной усадке при схватывании раствора напряжений и, таким образом, в разы уменьшить усадку. В зависимости от планируемых свойств бетона количество заполнителей в нём может доходить до 80%.

Существует нижний и верхний пределы размерности входящих в наполнитель частиц. Например, мелкий речной песок с песчинками размером меньше, чем 1,2 мм, для приготовления бетона не годится, так как даже при самом интенсивном перемешивании невозможно добиться его равномерного распределения в массе бетонной смеси. А следствием этого будет невозможность получения единого монолита.

Верхним размерным пределом для песка является размер песчинок не более 3,6 мм.

Важным условием является также чистота наполнителя: песок не должен содержать глинистой или иловой фракции более чем 5%.

Размерность щебня или гравия должна выдерживаться в пределах от 1 до 80 см. Применяют как заполнители и строительные отходы, как это часто имеет место при заливке неответственных конструкций, где вместо строительного щебня часто используют битый кирпич.

Прочность и удельный вес бетонных смесей зависят также и от типа заполнителей. Так, добавление стальных опилок и стружек даёт на выходе тяжёлый и сверхпрочный бетон, масса которого более 2 550 кг/м 3 . А если в смесь вводят аглопорит, керамзит или вермикулит, то получают сверхлёгкие бетоны с объёмным весом не более 500 кг/м 3 .

Читайте также:
Ремонт квартир в Москве

По структуре

Плотность, прочность и удельный вес напрямую связаны со структурой бетона. При введении разных наполнителей и при использовании разных связующих получают бетоны:

  • Особо тяжёлые, с плотностью, превышающей 2 550 кг/м 3 . Идёт на сооружение фундаментов под многоэтажные здания, в конструкции с функциями антирадиационной защиты, в основания плотин ГЭС, при строительстве взлётно-посадочных полос и др. сооружений с высокой динамической нагрузкой.
  • Тяжёлые, с плотностью от 2 200 до 2 550 кг/м 3 . Для тех же целей, но с несколько меньшими динамическими нагрузками.
  • Облегчённые. Имеют плотность от 1 800 до 2 200 кг/м 3 . Панели, опоры, межэтажные перекрытия при возведении многоэтажных жилых корпусов.
  • Лёгкие, с плотностью 500- 1 800 кг/м 3 . Перегородки внутри зданий, декоративные элементы, материал для звуко- и гидроизолирующих стяжек.
  • Особо лёгкие. С плотностью ниже 500 кг/м 3 . Теплоизоляция, декоративные элементы интерьеров, не несущие нагрузок.

По условиям отвердевания

Бетоны по условиям затвердевания подразделяются на твердеющие в естественных условиях и автоклавные.

Автоклавные бетоны набирают прочность в искусственно созданных условиях тепловлажностной обработки при атмосферном или повышенном давлении.

Типы бетона по количеству наполнителей и вяжущим веществам

  1. Товарный. Производится в строгом соответствии с требованиями ГОСТ.
  2. «Жирная» смесь. Превалирование в бетоне вяжущих (например, цемента) над наполнителями.
  3. «Тощий». Количество вяжущих снижено по сравнению с ГОСТом.

Виды добавок

К добавкам в разные виды бетонных смесей относят пластификаторы, ускорители и замедлители отвердения, составы для увеличения жаро- и морозостойкости, суперпластифицирующие смеси для отливок с преднапряжённым армированием, и наборы веществ для конструкционного железобетона.

Номенклатура таких добавок включает в себя за сотню составов. Даже если у крупных строительных объединений нет своей научно-производственной базы для создания и испытания новых составов, к их услугам всегда специализированные лаборатории, где можно заказать разработку состава применительно к конкретному виду строительства. То есть с заданными свойствами.

Для морозостойких бетонов добавляются комплексные пластификаторы, сульфаты (в результате химических реакций с бетоном выделяют тепло), антифризы (обеспечивают процессы гидратации с цементом).

Водонепроницаемость обеспечивается введением в смесь парафинов, октадекановой или нафтеновой кислот, которые заполняют поры и не дают влаге проникнуть сквозь массу готового бетона. Особенно актуален бетон с такими добавками в стяжках, обеспечивающих одновременно с укреплением и выравниванием пола и межэтажную гидроизоляцию.

Для прочности добавляют хлористый кальций, мыльные растворы, фиброволокна.

Есть добавки, увеличивающие время схватывания. Их применяют, если нужно доставить готовую бетонную смесь на большое расстояние в тёплое время года, когда схватываемость раствора повышенная.

А если отливка представляет собой плоскую панель, в которую практически невозможно заложить армирующую сетку и применить для уплотнения смеси вибратор, то в бетон для таких отливок добавляется самоуплотняющаяся добавка, которая работает, обволакивая введённые в смесь наполнители, не оставляя места для газовых пузырьков. Особенно актуально введение таких добавок в заливку стяжки на пол для его выравнивания и гидроизоляции.

Маркировка

Чтобы отличать один бетон от другого, знать его состав и свойства, государственными стандартами предусматривается его маркировка. В частности, ГОСТовские нормативы говорят, что для создания бетонных смесей должна применяться только пресная чистая вода, а содержание в ингредиентах посторонних частиц и примесей не должно превышать прописанных в нормативах пределов.

Буквенно-цифровые обозначения и их расшифровка

В соответствие с ГОСТ 7473-2010 полный маркировочный ряд предусматривает применение буквенно-цифровой индексации, которая может выглядеть так:

Пример: БСМ В25 П1 F200 W4

Расшифровка буквенно-цифрового индекса:

  • БСМ – смесь мелкозернистого бетона.
  • В – класс бетона. В современной системе стандартизации понятия «класс» и «марка» являются практически идентичными. Однако «класс» предполагает точный уровень состава бетона, а «марка» — усреднённый. Класс показывает прочность на сжатие и расширение, обозначается числами от 3,5 до 80.
  • П – группа по удобоукладываемости. Группы могут быть «Ж» — жёсткие, «П» — подвижные, «Р» — растекающиеся.
  • F – морозостойкость. Цифра после буквы обозначает количество циклов «заморозка-оттаивание», которые может выдержать готовый бетон за весь срок своей эксплуатации.
  • W- водонепроницаемость. Может выражаться в виде цифр от 2 до 20, означающих степень способности бетонной конструкции быть защитой от воды. Основной показатель при возведении гидротехнических объектов.

Дополнительная информация:
У бетонных смесей, изготовленных под конкретный строительный объект, могут быть дополнительные характеристики, которые могут и не отражаться в маркировке при реализации таких бетонных растворов (прочность готового изделия на изгиб, на истирание и др.) Однако они обязательно указываются в паспорте бетонной смеси, когда она поступает к заказчику.

С повышением марки бетона снижается расход входящих в него наполнителей. На практике это означает, что использование цемента марки 400 у различных марок бетона могут меняться пропорции связующего и наполнителей, и получаемый раствор не обязательно будет марки 400.

То есть с повышением марки готовой бетонной смеси уменьшается расход наполнителей, при одной и той же весовой мере цемента. Это означает, что для приготовления эквивалентного по количеству бетона М450 с М100 первый окажется дороже из-за большей стоимости основного компонента – цемента.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: