Характеристики бетонов: Характеристики бетона: особенности, марки и классы – Бетон — Википедия

Свойства и составы бетонных смесей, их классификация

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:

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.

Вес

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.

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.

Марка бетона	Соотношение цемента: песка: щебня в кг	Применение
100	1:5,8:8,1	Заливка фундаментов, монолитов, дорожное строительство
150	1:4,5:6,6	Заливка бетонной подушки, полов, стяжек, бетонирование дорожек
200	1:3,5:5,6	Стяжка полов, бетонированные дорожки, отмостки
250	1:2,6:4,5	Монолитные перекрытия, фундаменты в заболоченных местностях, балки, крепкие плиты перекрытия
300	1:2,4:4,3	Лестничные площадки, тротуар, дороги, колодцы
400	1:1,6:3,2	Мосты, банковские хранилища, технические сооружения, колонны, балки

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.

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.

Характеристики бетона: водонепроницаемость, прочность

Свойства и технические характеристики бетона, такие как прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, подвижность — важные параметры, основываясь на которые удастся выбрать требуемый вид материала, предназначенный для конкретных целей и задач. Ведь если во время строительства использовать неподходящий класс бетона по прочности и другим характеристикам, получится некачественная конструкция, которая вскоре начнет стремительно разрушаться.

Каков состав?

Описание, физико-механические свойства, основные и специальные структурные характеристики бетонной смеси содержат нормативные документы ГОСТ 7473–2010, ГОСТ 26633–2012. Бетон состоит из главных компонентов — песка, цемента, щебня, воды. Классы и марки различаются с учетом соотношения пропорций этих составляющих смесь компонентов.

Посмотреть «ГОСТ 26633-2012» или cкачать в PDF (1.6 MB)

Посмотреть «ГОСТ 7473-2010» или cкачать в PDF (230.7 KB)

Песок и щебень — основа смеси. Использование этих составляющих увеличивает прочностные характеристики раствора. Цемент и вода требуются для связки всех составляющих. Благодаря им удается создать однородную консистенцию массы, от которой классовость, технические и функциональные характеристики зависят тоже. Учитывая составы и соотношения используемых компонентов, различают такие виды бетонов по классам:

Материал может изготавливаться с добавлением известняка.

• Известняк. Средняя прочность 500—600 кгс/см2. Используется для производства бетона марок М100, М150, М200, М250, М300, М350.
• Гравий. Практичный и надежный материал прочностью 800—1000. Он является составляющим марок М400, М450.
• Гранит. Очень прочный компонент, используемый для тяжелого цементобетона марок М500 и выше. С использованием гранита изготавливают надежный и плотный дорожный бетон.

А также по критерию состава существует классификация, согласно которой бетон бывает 3 разновидностей:

• жирный;
• товарный;
• тощий.

Основные характеристики

Коэффициент морозостойкости

От данного свойства зависит, как долго материал сможет сохранять свои качества при многократной смене температуры.

Немаловажным показателем считается уровень морозостойкости бетона, который показывает наибольшее количество циклов заморозки и разморозки готового изделия. При этом конструкция не должна разрушиться и потерять свои заявленные эксплуатационные характеристики. Коэффициент морозостойкости маркируется символом F. В повседневном строительстве зачастую используются классы F50, F75, F100, F150, F500, F300, F 400, F500.

Для повышения уровня морозоустойчивости в бетонный раствор добавляют противоморозные добавки, которые заметно улучшают физические характеристики готового изделия.

Водонепроницаемость

Под этой характеристикой подразумевается возможность бетона противостоять влаге — отталкивать воду, не напитываться ею принудительно. При этом важно иметь в виду, что чем большая пористость бетона, тем больше влаги он поглощает. По водонепроницаемости есть отдельная маркировка, обозначаемая буквой W, после нее ставится цифра — 2, 4, 6, 8, 12. Высоким уровнем водонепроницаемости обладают марки W6, W8, W12.

Чем лучше материал отталкивает воду, тем дольше он буде выполнять свои функции.

Основные достоинства готовых бетонных изделий:

• возможность сооружать здания в местах близкого расположения грунтовых вод;
• высокий уровень морозоустойчивости.

Удобоукладываемость

Характеристика бетонного раствора, показывающая, как просто уложить смесь в требуемую форму для получения максимально плотного и прочного готового изделия. Этот показатель считается важным, потому что от его значения зависит крепость и устойчивость будущей конструкции. Чтобы получить качественное изделие, при его изготовлении важно учитывать характеристики вибратора, используемого для процедуры вибропрессования. Различают такие разновидности бетонных составов:

• сверхжесткие;
• жесткие;
• подвижные.

Плотность: основные виды

Плотностные характеристики ячеистого бетона зависят от составляющих компонентов и их соотношения в готовом растворе. При добавлении мелкозернистого дополнительного компонента, а также правильно подобранном балансе цемента и воды уровень плотности бетонного изделия возрастает. Одновременно улучшаются и другие параметры, такие как крепость, водонепроницаемость, морозоустойчивость.

Чем плотнее материал, тем более сложные конструкции можно из него возвести.

Виды бетонных изделий по плотности такие:

• Тяжелый. На его основе изготавливаются стеновые железобетонные конструкции. Плотность составляет 2200—2500 кг/м3. Для возведения многоэтажного сооружения применяется бетонное изделие марки 500.
• Легкий. Отличается низкой несущей способностью. Легкие бетоны имеют плотность 500—2200 кг/м3. Зачастую их используют для теплоизоляции помещения.

Прочность

Не малозначимым при изготовлении железобетона является показатель прочности на сжатие, который обозначается буквой В. Рядом расположена цифра, указывающая на гарантированную крепость состава, достигнутую при ряде требуемых нормативными документами испытаний. Например, товарный бетон В15 соответствует конструкционному изделию марки 200. Его плотность составляет около 2000—2500 кг/м3, материал выдерживает нагрузку до 196 кг/см2. Высокой прочностью обладает стройматериал класса В20, В22. А наиболее востребованным в коммерческом и промышленном строительстве является бетон класса В25.

Нижеприведенная таблица содержит расчетные соотношения между параметрами прочности и марки бетона:

Класс прочности	Марка, М	Показатель прочности, кгс/м2
В5	75	65
В7,5	100	98
В10	150	131
В12,5		164
В15	200	196
B20	250	262
В25	350	327
В 30	400	393
В35	450	458
В40	550	524
В45	600	589
В50		655
В55	700	720
В60	800	786

Определенные классы материала необходимо обязательно армировать.

Бетоны класса В10, 7,5, 5 имеют низкие деформативные свойства и трещиностойкость. Поэтому применение такой разновидности изделия требует дополнительной установки арматуры. Готовые блоки можно использовать для возведения конструкции, на которую не будут воздействовать повышенные нагрузки.

Подвижность

Характеризует удобоукладываемость раствора, его способность принимать нужную форму и растекаться за счет массы раствора. После заливки смеси и в процессе застывания уровень подвижности постепенно снижается. Этот коэффициент обозначается буквой П, рядом с которой размещается цифровое значение — 1, 2, 3, 4, 5. Чем больше цифра, тем большей подвижностью обладает бетонная смесь.

Дополнительные свойства

Бетонные изделия по назначению тоже отличаются характеристиками. Материал бывает таких разновидностей:

Гидротехнический материал пригоден для возведения плотин.

• Специальный. Обеспечивает теплоизоляцию, устойчивость перед критическими перепадами температурных режимов и радиационного излучения.
• Конструкционный. На его основе производят железобетонные изделия, а также возводят конструкции, подвергаемые повышенным нагрузкам.
• Гидротехнический. Применяется для возведения подземных водных резервуаров, плотин.

Применение на основе характеристик

Калькулятор расчета стройматериала под фундамент поможет определить количество бетона для одного замеса в бетономешалке либо другой емкости.

В качестве вспомогательных материалов во время подготовки и заливки фундамента зачастую используют цементобетонное изделие марок М100 — М250. Для укрепления конструкции дополнительно рекомендуется использовать армированный металл. При возведении многоэтажных жилищных сооружений лучше применять бетонные смеси марок М300 — М400. Обеспечить дополнительную гидроизоляцию поможет добавка «Пенетрон Адмикс», морозостойкость — пластификатор типа СДБ, а обеспечить хорошую сцепку поверхности с отделочным материалом поможет грунтовка «Бетон-Контакт». При желании залить прочный и надежный литой пол следует использовать бетонный раствор класса М500, который относится к сверхпрочным.

Специальные виды бетонов: характеристика основных составов

Виды бетонов в строительстве выбираются в зависимости от того, какие функции будут возлагаться на возводимый объект. В строительстве, кроме традиционных основных цементных растворов, используемых для стяжки, укладки кирпича, блоков, фундаментных работ, в особых случаях применяются специальные виды бетонов.

Разновидности легких бетонов.

Бетонную смесь, имеющую особые характеристики, получают из смеси цемента, наполнителей и добавок, которые разводят водой и смешивают с помощью миксера до однородной массы.

В качестве наполнителя используют щебень, песок, гравий, а в некоторых случаях их заменяют пемзой, керамзитом, металлом и добавками растительного происхождения, чтобы получить специальные бетонные смеси, нужные для конкретного вида строительства.

В спецбетоне присутствует множество различных добавок, значительно улучшающих необходимые для спецстроительства свойства цементного раствора. Они могут увеличивать или уменьшать плотность различных видов бетона и замедлять или ускорять процесс отвердения. Использование пластификаторов и воздухопоглощающих реагентов помогает создать специальные виды бетонной смеси, используемой для создания объектов повышенной опасности или декоративных элементов.

Разделение видов бетона

Таблица прочности марок бетона.

Все специальные виды бетонных составов делятся на легкие и тяжелые. Легкие виды предназначены для улучшения теплоизоляции и звукопоглощения. Они имеют плотность до 1800 кг/м³. У особо тяжелого бетона в одном кубе она должна быть более 2500 кг/м³, у тяжелого — плотность достигает от 1800 до 2500 кг/м³.

Особо тяжелые бетоны используются для сооружения специальных строений, созданных для различных производственных целей в промышленных масштабах, имеющих различные особенности по жаростойкости, морозостойкости, водонепроницаемости и химической устойчивости.

Если бетонные работы связаны с объектом, внутри которого будут опасные условия производства, то для его создания требуется специально выполненный цементный раствор с наполнителями, создающий особенную прочность и плотность такому сооружению.

К специальным видам бетона также относят смеси, используемые для декоративных работ.

Вернуться к оглавлению

Свойства тяжелых бетонов

Бетон в готовом, застывшем виде характеризуют по разным признакам. Одной из важных его особенностей является предел прочности, который формируется медленно и связан с процессом созревания бетонного раствора. Для обозначения этого качества используют букву В, которая указывает класс бетона по его прочности. Чем выше марка цемента, тем больше он будет у бетонной массы. У М100 она всего 5-7, что означает 98 кгс/см², а у М800 — 786 кгс/см².

Подвижность или усадка конуса — еще один важный признак, который должен учитываться у тяжелых бетонов. Так называется способность бетонной смеси растекаться под собственной массой. По этому показателю различают смеси подвижные, обладающие особой пластичностью, и жесткие — не дающие осадки. Тяжелые спецбетоны относятся к жестким составам.

Виды бетонных блоков.

Морозостойкость — еще одна особенность цементного раствора, которая часто является преимуществом тяжелых видов, применяющихся в спецстроительстве. Так называется способность бетона выдерживать многократные замораживания и оттаивания и находиться в состоянии повышенной влажности. Бетоны, имеющие низкую морозостойкость из-за давления замерзающей воды на стенки пор, капилляров и микротрещин, лопаются и разрушаются. Все тяжелые бетоны, имеющие спецхарактеристики, обладают повышенной морозостойкостью и имеют показатель не ниже F200.

Способность бетонного раствора быть водонепроницаемым также относится к основным характеристикам тяжелых бетонных конструкций, к которым предъявляются особенные требования по ограничению проницаемости, повышенной плотности, коррозионной стойкости. Назначают марки по водонепроницаемости. Они не должны быть ниже W8.

Тяжелые бетонные смеси делают согласно ГОСТ 7473-94. Бетону присваивается определенная марка в зависимости от имеющихся у него свойств. Маркированный бетон гарантирует, что он соответствует определенным показателям качества, которые позволяют его отнести к тому или иному классу.

Бетоны тяжелых марок имеют большую прочность на осевое сжатие, и могут иметь маркировку от М100 до М1000. В гражданском строительстве особенным спросом пользуются марки 200, 300, 350. В спецстроительстве начинают использовать марки бетона, которые имеют характеристики не ниже М400.

Вернуться к оглавлению

Характеристика марок тяжелых бетонов

Бетон М100-150 используют на подготовительных этапах перед заливкой фундамента. Его применяют при строительстве дорог в качестве основы при установке бордюров, формировании стяжек полов, пешеходных и садовых дорожек.

Таблица марок тяжелых бетонов.

М200-250 заливают площадки, используют при создании фундаментов различного типа, изготовления подпорных стен, лестниц, малонагруженных плит перекрытий.

М300 используется для устройства монолитных фундаментов и возведения стен.

М350 применяется для производства фундаментов, выложенных из плит, при строительстве многоэтажных домов в монолитном домостроении. Бассейны, дорожные плиты для аэродромов, несущие колонны создаются с помощью раствора этой марки.

М400-450 имеет высокие показатели крепости и плотности и применяется для строительства таких объектов, как дамбы, плотины, метро, банковские хранилища.

Его используют в гражданском строительстве при возведении крытых бассейнов, аквапарков, которым требуется повышенная безопасность, и бетонная смесь этих марок регламентирована проектом.

Бетонные смеси М500-550 содержат большое количество цемента и имеют высокую прочность. Их используют для изготовления железобетонных конструкций специального назначения, часто применяют в гидротехническом строительстве.

М600-1000 относятся к редко используемым видам бетонных смесей, потому что они соответствуют очень высоким требованиям и имеют другое соотношение базовых компонентов по сравнению с общеупотребительными марками.

Вернуться к оглавлению

Бетоны специального назначения

Компоненты для изготовления тяжелого бетона.

Специальные виды тяжелых бетонов содержат заполнители, придающие ему особенные качества. С их помощью выполняют дорожное, гидротехническое и производственное строительство, связанное с созданием особых зданий и поверхностей. Они обладают повышенными характеристиками, связанными с жаропрочностью, нейтральной химической реакцией, имеют антирадиационную защиту.

От такого вида бетона требуется устойчивость к климатическим условиям в той природной зоне, где они будут использоваться, и особенная долговечность при длительной эксплуатации.

В качестве специальных заполнителей применяют такие горные породы, как гравий, гранит и известняк. Самым прочным и долговечным является гранит, и его используют для достижения самых лучших показателей из всех возможных.

Вернуться к оглавлению

Гидротехнические бетоны

Их применяют в строительстве сооружений, где происходит постоянный контакт с водой, эксплуатация которых сопровождается высокой влажностью. Это могут быть водопроводные системы и устройство канализационных стоков, возведение искусственно созданных водных преград, создание системы мелиорационных каналов. Строительство мостов требует бетонных смесей специального назначения.

Главное требование, предъявляемое к ним в этом случае — высокая водостойкость и влагонепроницаемость. Гидротехнический бетон должен обладать высокой морозостойкостью и химической нейтральностью. Находясь в воде, бетонное сооружение не должно выделять в воду никаких веществ, изменяющих ее химический состав и свойства. Специалисты разделяют гидротехнический бетон на три группы:

1. Для подводных конструкций, который производится на основе пуццоланового цемента, портландцемента или шлакопортландцемента.
2. Для переменного уровня воды, когда в основу портландцемента и шлакопортландцемента вводится раствор специальных пластифицирующих добавок, чтобы избежать разрушения конструкций из-за постоянной смены физического состояния воды.
3. Для надводных частей конструкции применяют бетон, созданный на основе подходящего для этого строительства цемента.

Вернуться к оглавлению

Жаропрочные бетоны

График зависимости морозостойкости бетона: 1 — для тяжелого бетона; 2 — для легкого бетона.

Они используются в металлургическом производстве для возведения дымовых труб ТЭЦ, монтировании и отделке котлов.

Жаропрочные специальные смеси приготавливаются на основе тонкоизмельченных материалов и активного кремнезема. Самые распространенные жаропрочные составы включают портландцемент с добавлением активных минеральных веществ. Это может быть пемза, доменные гранулированные шлаки и зола. Вместо портландцемента могут использовать высокоглиноземный цемент, состоящий на 80% из огнестойкого глинозема. В сочетании с жаропрочными заполнителями он придает особенную устойчивость к сверхвысоким температурам. Глиноземные бетоны часто заменяются цементными смесями, где в качестве связующих веществ используются фосфаты. При использовании фосфатобетонов происходит усадка общей массы при первом прокаливании. В производстве применяется жароупорный бетон на основе жидкого стекла, не реагирующий на воздействие кислот.

Для заполнителей жаропрочных и огнеупорных бетонов выбирают добавки. Их выбор будет зависеть от температуры, создаваемой внутри бетонной конструкции во время производственных процессов.

Вернуться к оглавлению

Бетоны химически стойкие

Бетоны, имеющие химическую стабильность, делятся на кислотоупорные, щелочестойкие, солестойкие. Их используют для изготовления и защиты железобетонных и металлических конструкций, эксплуатируемых в агрессивных условиях среды на предприятиях, связанных с химическим производством.

Их готовят на основе жидкого стекла, силиката калия или натрия с применением специального отвердителя, кремнефтористого натрия. Мелкие заполнители в них — это кварцевые пески, а крупные — гранитный щебень.

Характеристики водонепроницаемых бетонов.

Это может быть базальт, молотый андезит, кварц или любая горная порода, обладающая кислотоупорными характеристиками. Изготовленные по ГОСТу кислотоупорные бетоны устойчивы к воздействию концентрированных неорганических кислот. Если изделия из них поместить во влажную среду, они в течение нескольких лет разрушатся от воды.

Щелочестойкие бетоны делают на основе клинкерного портландцемента или жидкого стекла, смешивая их с кремнефтористым натрием и применяя в виде наполнителя плотные крупномолотые карбонатные породы, некоторые мелкомолотые шлаки. К химически устойчивым цементосодержащим смесям относят: бетонополимеры, строительные цементные смеси, пропитанные полимерами; после окончательного отвердения получают прочность и высокую химическую стойкость, улучшая характеристики тяжелого бетона. Пропитками могут быть стирол, метилметакрилат, битумы, парафины, сера, жидкое стекло.

Вернуться к оглавлению

Антирадиационные бетоны

Они относятся к редко используемым смесям и дорогостоящим материалам, потому что содержат добавки, создающие уникальные характеристики для бетонных конструкций.

Радиоактивное излучение выделяет большое количество тепла и энергии, и поэтому от антирадиационных бетонов требуется минимальная усадка и максимальная прочностью на растяжение.

Этот эффект получают, используя специальные, поглощающие тепло в больших количествах вещества, которым требуется большая температура плавления.

Вяжущим веществом служит портландцемент или шлакопротландцемент, а в наполнители идут тяжеловесные обогащенные руды и специальный металл, которые способны погасить взрывную волну.

Вернуться к оглавлению

Легкие бетоны и их характеристики

Схема приготовления легкого бетона.

Звукопоглощающие бетоны и смеси, имеющие высокие теплоизоляционные свойства, относятся к легким составам, которые имеют в застывшем виде особую массу с множеством воздушных камер. Существование в теле такой бетонной конструкции множества воздушных камер намного повышает ее характеристики по звуконепроницаемости и теплопроводности. Легкий бетон используют для возведения стен и перегородок, облицовки наружных стен. Этот легкий состав создается с помощью применения пенного наполнителя, придающего ему воздушность.

Воздушная бетонная смесь после заливки в формы застывает, сохраняя крупнопористую структуру, и обладает свойством поглощать звуки. Чтобы получить отличные свойства, частицы заполнителя размещаются слоями так, чтобы внутренний слой содержал самые крупные частицы диаметром до 40 мм, средний состоял из 20-миллиметровых частиц, а внешний — из мелких частиц диаметром менее 10 мм.

К звукопоглощающим бетонным смесям относится арболит. Этот вид легкого бетона, созданный с применением органических наполнителей, имеющих относительную влажность не более 60% и цементную основу.

В виде наполнителя используют опилки, дробленые стебли хлопчатника, конопли, рисовой соломы.

Наиболее популярные бетонные смеси, применяемые для звукоизоляции — это керамзитобетон, гранулированный торфобетон, камышебетон, коробетон. В качестве наполнителя в этих бетонных смесях используют торф, керамзит, камыш, кору деревьев.

Вернуться к оглавлению

Декоративные бетоны

График зависимости разности объемных деформаций бетонного и стандартного образцов от температуры замораживания.

Декоративные виды бетонных смесей не так давно получили распространение. Из них методом штамповки изготавливают ограждения для уличных лестниц, имитирующих мрамор или гранит. Этот эффектный внешний вид простому бетону придается с помощью пигментирующих и пластифицирующих веществ.

Из такого бетона изготавливают тротуарную плитку. Декоративный раствор используют для изготовления садовых элементов декора и небольших скульптур, украшающих садовый участок.

У изделий, выполненных из декоративного бетона, много положительных качеств. Они обладают пластичностью, не бьются, долговечны, морозостойки.

Эти характеристики достигаются благодаря введению в смесь кварцевого песка. Такой вид силикатного бетона помогает созданию очень красивых малых архитектурных форм.

Создание новых технологий и использование пластифицирующих веществ позволяет получить из цемента удивительно красивые декоративные отделочные элементы, которые будут украшать здание длительное время.

 

Разнообразие специальных бетонов, используемых в строительстве, помогает человеку решить сложные задачи с возведением различных зданий, промышленных объектов, а также украсить их, применяя лишь цемент, добавки и воду.

Источник

прочность на сжатие, плотность и тепловыделение

Как известно, ни одна стройка не обходится без бетонной строительной смеси. В зависимости от составляющих компонентов бетоны бывают разных видов. Также различны и их качества. Но для большинства бетонов характерны одни и те же стандартные свойства. Давайте рассмотрим основные характеристики бетона.

Прочность на сжатие

Это одно из главных свойств бетонного раствора, которое измеряется в мегапаскалях, определяя тем самым максимальную выдержку тяжести, на какую способен сей строительный материал. По мере взаимодействия веществ, составляющих воду и цемент, прочность в бетоне способна возрастать. Данный процесс называется гидратацией.

Каждому бетону характерны коэффициенты прочности, которые указываются в декларации при покупке. Но проявляется это свойство только по истечении четырех недель. Период набора прочности бетоном зависит от нескольких моментов. В первую очередь на данный процесс влияет время года и температура воздуха.

В зимний период бетон замерзает, рост прочности останавливается. Чтобы возобновить данный процесс, бетон прогревают. Некоторые строители предпочитают сразу использовать смеси, которые, благодаря специальным добавкам, устойчивые к морозам.

Лабораторное испытание бетона на прочность.

Бывает так, что залитые зимой бетоны по приходу весны оттаивают, и начинают набирать прочность с новой силой. Хотя в других эксплуатационных свойствах строительные смеси сдают позиции.

При нормальных условиях прочность в бетонах активно возрастает на первой неделе после закладки. На седьмой день уровень прочности достигает до 70% от производственных норм. Нагружать при этом бетонную смесь еще рано, но в опалубке она уже не нуждается. Максимальный коэффициент прочности достигается только к концу месяца.

При повышении температуры воздуха твердение бетонных смесей убыстряется. Главное при этом – наблюдать за процентом влаги в материале. Если раствор слишком быстро сохнет, то повышение прочности останавливается. В связи с этим недавно возведенные бетонные строения обдают горячим паром либо накрывают влажной мешковиной, ПВХ-пленкой. Некоторые мастера практикуют метод поливки раствора водой.

Вернуться к оглавлению

Деформативные свойства

Под действием тяжести бетонная строительная смесь ведет себя совершенно по-другому, нежели другие материалы. Уплотненная консистенция бетонного раствора обуславливает его действие во время растущего давления.

Если бетон поддавать слабым, краткосрочным нагрузкам, ему свойственно легкое деформирование подобно пружине. Упругость строительной смеси увеличивается совместно с ее прочностными свойствами. Также на пружинистость влияет количество пор в растворе. Чем их больше, тем меньше становится уровень упругости.

Минимальным свойством упругости обладают ячеистые бетоны. Чуть выше показатели у легких пористых бетонов. Самый высокий уровень пружинистости у тяжелого строительного материала. Пружинистые свойства бетона с легкостью поддаются манипуляциям по регулировке структуры раствора.

Вернуться к оглавлению

Растекаемость

Под растекаемостью, или ползучестью подразумевается увеличение разрушений бетонной конструкции в течение некоторого времени под непрерывным воздействием статичных нагрузок.

На растекаемость строительного раствора влияют многие факторы: перечень составляющих его компонентов, вид цемента и других добавок, возраст бетонной смеси, уровень влажности, а также условия застывания.

Меньше растекаются бетонные растворы со щебнем, или иными плотными заполнителями. Легкие смеси с повышенной пористостью плывут гораздо больше. Негативно влияет на бетонные строительные смеси слишком быстрое высыхание, увеличивая их растекаемость, изменяя структуру в худшую сторону.

Вернуться к оглавлению

Усадка и набухание

К свойствам бетонной смеси относятся усадка и набухание. Оседание бетонной конструкции происходит во время застывания на открытом воздухе. Это приводит к усадочному напряжению в постройках из бетона, и как следствие, к трещинам. Поэтому массивные конструкции разделяют усадочными швами.

Чтобы сократить усадочное напряжение и уберечь построенное здание от трещин, мастера стараются не допустить усадку строительного материала. Этого добиваются посредством добавления в раствор специальных заполнителей, а также точным просчетом коэффициента усадки еще до начала стройки.

Цементно-бетонные дороги, а также постройки гидротехнического направления вследствие вынужденного периодического контакта с водой постоянно подвергаются то усадке, то набуханию. Результатом этих поочередных процессов являются микротрещины и деструкция бетона.

Вернуться к оглавлению

Морозостойкость

Измеритель морозостойкости бетона.

Данное свойство бетонного материала устанавливают посредством поочередной заморозки в морозильнике при температуре от 15 до 20 градусов и оттаивания в воде тех же температур, только со знаком «плюс». Испытание осуществляется через неделю после тепловой сушки либо через четыре недели застывания бетонного образца в обычных условиях.

На морозостойкость бетонных конструкций влияют качественные характеристики используемых при изготовлении раствора компонентов, а также уровень пористости. Если он ниже 7%, устойчивость к минусовым температурам повышается.

Вернуться к оглавлению

Долговечность и устойчивость к химическим воздействиям

Долговечность и стойкость к химическим реакциям строительной смеси зависит от многих факторов. Важную роль здесь играют высокая плотность и низкий уровень пористости материала.

Вернуться к оглавлению

Плотность бетонных строительных материалов

Измерение прочности бетона портативным прибором.

На плотность бетонной конструкции влияет структура используемого раствора. У цементов различной маркировки встречается разная удельная масса. То же самое касается и щебня, у которого плотность зависит от размера зерен, а также типа материала. Плотность бетона оказывает прямое воздействие на его прочность. Чем выше свойство плотности, тем крепче получается итоговая работа.

Плотность раствора возрастает, если при его изготовлении равномерно разместить соответствующие заполнители. Увеличить данное свойство также способны вибрационные манипуляции с раствором во время его заливки.

Бетонные материалы с высокими показателями пористости не обладают нормальной плотностью, в связи с чем страдает их стойкость к химическим реакциям, перепадам температуры, а также уменьшается устойчивость к влаге и сырости, и как следствие, сокращается долговечность. Зато у таких бетонов отличные теплоизоляционные характеристики, чего не скажешь о строительных смесях с повышенной плотностью.

Вернуться к оглавлению

Огнестойкость

Под огнестойкостью бетона понимается его устойчивость к пожарам. Данное свойство достаточно высокое у цементно-строительных смесей. Ведь во время нагрева бетонной конструкции происходит распад кристаллогидратов цементного камня и выделяется путем адсорбции химически связанная жидкость, которая при испарении забирает практически все тепло. Благодаря этому процессу воздействие высоких температур на бетон сокращается.

Вместе с тем во время интенсивного нагрева бетонных строений расширяются частицы цементной смеси и добавленного в нее заполнителя. Это приводит к сильному напряжению внутри строительного материала, в результате чего сокращается сцепка между его компонентами, и снижаются его прочностные характеристики.

Вернуться к оглавлению

Тепловыделение при твердении

Взаимная деятельность воды с минералами клинкерной обработки обуславливает последующее источение тепла, благодаря которому во время застывания раствора происходит его нагрев. На повышение температуры строительного раствора влияет вид используемого цемента, а также его расходование на 1 м3 бетона. При определенных условиях твердеющий бетон способен нагреться до 50 градусов, что приводит к его расширению, останавливающему усадку конструкции.

Рост температуры внутри строительного материала крупных бетонных сооружений приводит к расширяющим тепловым напряжениям, уровень которых может быть выше прочности бетона при растяжке. Вследствие этого бетонные конструкции трескаются и теряют свою долговечность.

Тепловое напряжение является результатом неравномерного нагревания бетонного материала. При этом поверхностные слои слишком быстро остывают, тогда как внутренние уровни бетонных блоков еще долго остаются горячими. Чтобы уровнять температуру по всей площади крупного бетонного строения, понадобится не один месяц. Объем тепла, выделяемый во время уплотнения бетонной смеси, обуславливается размерами кристаллов измельченного цемента, его расходом на 1 м3 бетонного строения, а также другими факторами.

Максимальным тепловыделением во время застывания обладают глиноземистые цементно-бетонные растворы. Меньше всего выделяется тепла у бетонов, содержащих шлакопортландцемент со значительным количеством шлака внутри. Добавление в бетонную смесь тонко измельченных материалов способствует сокращению тепловыделения при застывании раствора.

Вернуться к оглавлению

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость строительных смесей зависит от количества пор внутри раствора. Чем меньше его пористость, тем сильнее он устойчив к влаге. Если нужно усилить сие свойство строительной смеси, во время приготовления в раствор добавляют уплотнитель алюминат натрия, а также гидрофобизующие добавки.

У продуктов нефтяного происхождения поверхностное натяжение меньше, чем у воды, что позволяет им с легкостью просачиваться через обычный бетон. Чтобы уменьшить этот процесс, в раствор добавляют хлорное железо и другие подобные вещества.

Быстро повысить водонепроницаемость строительной смеси, а также сократить проницаемость нефтепродуктов в бетон возможно посредством замены стандартного портландцемента на расширяющийся.

Вернуться к оглавлению

Удобоукладываемость бетонной смеси

Объем воды, необходимой для получения раствора нужной консистенции, влияет на его удобоукладываемость. Данная жидкость разделяется между цементным тестом и заполнителем. Ее объемы в цементном тесте зависят от вязкости смеси, ее плывучести, жесткости, а также максимального напряжения сдвига. Количество воды, необходимое заполнителю, увеличивается вместе с ростом общей поверхности его зерен. Посему мелкие сорта песков затребуют много жидкости.

Чтобы бетон был достаточно прочным, пропорции взаимодействующих цемента и воды в растворе никогда не должны изменяться. В связи с этим при увеличении потребности воды происходит перерасход цементного песка. При использовании мелких сортов цемента перерасход составляет от 15 до 25 % материала. Поэтому мелкие пески используются, как дополнение к основному сортаменту смеси, состоящему из крупного или дробленого песка и пластификаторов, сокращающих потребность жидкости.

Вернуться к оглавлению

Однородность и вязкость

На величину данных свойств бетонной смеси влияет содержимое мелких ячеек заполнителя, и конституция максимально вяжущего взаимодействия крупноячеистого заполнителя в растворе, а также надлежащее перемешивание.

Добившись, перемешивая раствор, его вязкой консистенции и однородной структуры, можно без проблем грузить и транспортировать блоки, уплотнять кладку сего строительного материала.

что это, состав, свойства и характеристики

Конструкционный бетон – строительный материал, способный обеспечить прочность и упругость, достаточные для несущих и ограждающих элементов. Такими свойствами обладают определенные виды тяжелых, легких и ячеистых бетонов.

Тяжелые конструкционные бетоны: компоненты и их характеристики

Самая распространенная разновидность этого материала – смеси на цементном компоненте.

В их состав входят:

• Вяжущее – цемент. Наиболее распространен портландцемент марок М400 и М500 с минеральными добавками, количество – не более 20%.
• Мелкий заполнитель – песок. Для получения качественных бетонных смесей используют сыпучий материал, соответствующий требованиям к строительным пескам. Они изложены в ГОСТе 8736-93. Для этих целей подходит песок – карьерный намывной или сеяный, речной, очищенный от илистых включений и органики.
• Крупный заполнитель – щебень. Для конструкционных бетонов используют гранитный, гравийный и некоторые виды известнякового щебня. Также может использоваться щебень из отходов ТЭС и металлургических производств. Однако только при условии их соответствия требованиям нормативов по химическому составу, прочности на сжатие, морозостойкости и другим важным эксплуатационным характеристикам. Для приготовления бетонов класса прочности ниже В20 обычно используют гравийный щебень, от В22,5 – гранитный. Ограничением по применению гранитного крупного заполнителя является высокий естественный фон радиации. Поэтому при выборе гранитного сыпучего обязательно требуют гигиенический сертификат, в котором указывается класс радиоактивности материала.
• Вода. Для получения бетонной смеси используют воду питьевого качества или прошедшую лабораторную проверку на наличие примесей, снижающих качество конечного продукта.
• Добавки. Применяются для регулирования времени схватывания, возможности бетонирования в зимних условиях, придания конечному продукту повышенной водонепроницаемости, устойчивости к определенным агрессивным средам и др.

Тяжелые конструкционные армированные бетоны отличаются прочностью, долговечностью, способностью выдерживать негативные климатические факторы. Недостаток – значительный вес, требующий сооружения массивных фундаментов. Средняя плотность тяжелых бетонных материалов составляет 2000-2500 кг/м³.

Таблица областей применения тяжелых конструкционных бетонов, в зависимости от прочности

Класс бетона по прочности	Области применения
В12,5	Сооружение фундаментов под легкие строения.
В15	Устройство подпорных стен, небольших фундаментов, изготовление бетонных лестниц.
В20	Изготовление мало нагружаемых плит перекрытия и все области применения марки В15.
В22,5	Сооружение фундаментов всех типов в малоэтажном строительстве, возведение стен, изготовление лестниц.
В25	Сооружение фундаментов многоэтажных строений, производство многопустотных плит перекрытия, балок, монолитное домостроение, сооружение чаш бассейнов, несущие колонны. Этот материал широко востребован для реализации проектов коммерческих и многоэтажных жилых зданий.
В30 и выше	Мало применяемы в обычном строительстве, используются для сооружения гидротехнических объектов, метро, банковских хранилищ.

Виды и характеристики конструкционных бетонов с легкими крупными заполнителями

Все большую долю среди конструкционных строительных материалов занимают легкие бетоны, которые при одинаковой прочности с тяжелыми имеют гораздо меньшую плотность. Изготавливаются из гидравлических вяжущих и пористых компонентов, по типу которых и называются:

• керамзитобетон;
• вермикулитобетон;
• пемзобетон;
• перлитобетон;
• туфобетон.

По уровню заполнения такие материалы разделяют на бетоны с полным заполнением межзернового пространства, малопесчаные – с частичным заполнением промежутков между зернами, крупнопористые беспесчаные. В качестве вяжущего используют цемент, цемент+известь, известь+шлак, силикаты. Средняя плотность конструкционных бетонов на заполнителях повышенной пористости и кварцевом песке колеблется в интервале 1,6-1,8 т/м³.

Легкие бетоны ячеистого типа

По технологии получения пористой структуры разделяют на газо- и пенобетоны. Вяжущее – портландцемент или смешанное. Если применяются доменные шлаки, то конечные продукты называют «газошлакобетонном» и «пеношлакобетоном». К конструкционным относят ячеистые бетоны, плотность которых превышает 1000 кг/м³.

Различия в получении пено- и газобетонов

• Пенобетон. Получают путем добавления в цементный раствор пенообразующих реагентов, пластичный продукт тщательно перемешивают. После застывания образуется материал с большим количеством ячеек, заполняемых воздухом.
• Газобетон. Производится смешиванием цементного раствора и алюминиевой пудры. В результате соединения этих компонентов происходит химическая реакция с образованием губчатой структуры.

Применение легких бетонов вместо тяжелых или кирпича для изготовления несущих конструкций позволяет значительно уменьшить нагрузку на основание здания, облегчить погрузочно-разгрузочные и монтажные работы, снизить транспортные расходы.

Бетон — разновидности материала и основные его разновидности

Бетон – это незаменимый материал, придуманный человечеством. Используя его, строят жилые дома и огромные промышленные сооружения, что позволяет прочность и долговечность материала. Самый простой состав этой смеси используется во многих областях строительства. В статье рассмотрим, что такое, в современном понимании, бетон, каких видов он бывает, из чего состоит и как производится.

Рисунок 1. Бетон

Виды и технология изготовления бетонных составов

Для производства бетона применяются компоненты в разных пропорциях. В смесь нередко добавляются вспомогательные компоненты, влияющие на эксплуатационные характеристики материала. Основные виды бетона:

• цементный бетон. Эта разновидность чаще остальных встречается на стройплощадках. Делается из цемента, но чаще портландцемента. Нередко вяжущим элементом выступает напрягающий и безусадочный декоративный цемент;
• особая бетонная смесь с вяжущим компонентом в основе. В замес добавляется жидкое стекло, что делает готовый бетон химически и огнестойким. Связывающие вещества: добавки в виде шлаков, стеклощелочи или нефелина;
• силикатный. Этот вид реже остальных используется в условиях стройплощадки. Для производства применяется известковый вяжущий материал. Метод изготовления – автоклавный, делающий состав твердым и прочным. Также в состав включается кварцевый песок, и от степени его помола зависят технические параметры готового бетона;
• шлакощелочный. Основной компонент изготовления – измельченные шлаки. В сфере строительства эта разновидность применяется не так давно;
• полимерный. Полимербетон делается из комбинации смол, цемента и латекса;
• гипсовый. Для связки элементов применяют гипс. Благодаря теплоизолирующим свойствам полученного состава, его используют при внутренней отделке. Например, применяя его, возводят межкомнатные перегородки;
• ячеистый материал. Относится к «легким» видам. Основа – минеральное связывающее и добавка кремнезема. Пользуясь ячеистыми бетонами, утепляют возводимые объекты.

Каждый вид находит то или иное применение на стройке. Эксплуатационные параметры варьируются в зависимости от пропорций компонентов, поэтому классификация бетонов такая широкая.

Классификация бетонных растворов по прочности

Под плотностью понимаются прочностные параметры материала. Свойства бетона разные, но плотность – ключевой фактор. От этого зависит, насколько готовый элемент стоек к сжатию, минусовой температуре, влаге и так далее.

Используемый наполнитель влияет на то, к какому классу относится сырье. Виды бетона:

• легкий или облегченный. Их параметр плотности – от 500 до 1800 кг/м³. Заполнителями выступают такие вещества: пемза, керамзит, туф и другие пористые материалы. Облегченные бетоны, в свою очередь, бывают: ячеистыми, пенобетонными и газобетонными;
• тяжелый. От 1800 до 2500 кг/м³. Для изготовления этих смесей применяются заполнители из горных пород. Среди них: известняк, гранит, диабаз;
• особо тяжелый. Больше 2500 кг/м³. Эта разновидность производится с применением стальных опилок или стружки, железной руды, барита.

Выбранные добавки классифицируют по фракциям, что во многом влияет на конечные свойства.

Рисунок 2. Заливка бетона

Классификация бетонных растворов по маркам

Марка обозначается буквой «М» последующими цифрами. На данный момент пределы следующие: М50 – 1000. Обозначенная величина говорит о том, сколько цемента в одной единице объема смеси. Расшифровывая это значение, можно получить предел прочности на сжатие, где единицей измерения выступает кгс/см². Большая цифра говорит о прочности бетона. Соответственно, в его составе больше цемента, что увеличивает его свойства, а вместе с тем и стоимость.

Бетоны высокой марки сложнее в работе, так как быстрее схватываются. Поэтому, выбирая подходящий материал для работ, важен баланс между ценой и качественными характеристиками. Конкретную марку выбирают отталкиваясь от проекта. К примеру, залить фундамент или сделать подушку дорожного полотна можно из М100 – 150. М200 – разновидность, больше подходящая для стяжек, отмостков и дорожек. Это наиболее востребованная в индивидуальном строительстве марка, отвечающая основным требованиям.

Классификация бетона М250 и 300 встречается все реже, так как это промежуточное звено между М200 и 350. Марка 350 широко востребована для коммерческого строительства. Используя ее, создают монолитные стены и фундаменты, балки, дорожные полотна, испытывающие высокие нагрузки и так далее.

Виды бетона М400 и 450 актуальны, если возводятся гидротехнические сооружения, подвергающиеся высоким нагрузкам. Метро, плотины, дамбы и прочие специальные объекты строятся с применением марки М500 и 550.

При желании, есть возможность определить марку. Для этого используют специальный пресс, расположенный в условиях лаборатории. Есть и другие, менее требовательные методы: при помощи ударного импульса или ультразвука.

Рисунок 3. Характеристики бетона

Классификация бетонного состава по назначению

Классификация смесей и бетонов по назначению позволяет подобрать подходящий вид материала для конкретных строительных нужд. Например, существуют особые марки, используя которые строят сооружения, эксплуатируемые в суровых условиях. Чаще остальных выдвигаются следующие требования: бетон должен быть огнестойким, морозостойким и стойким к вибрациям.

В зависимости от функционального назначения, выделяют следующие виды бетона:

• общего назначения. Из него сооружают фундаменты, несущие ЖБ-конструкции, плиты перекрытия, колонны, балки и многое другое;
• специального назначения. Пользуясь им, строят объекты с высокой устойчивостью к механическим и атмосферным воздействиям. Спецсоставы применимы при возведении, например, атомных станций;
• гидротехнические. Благодаря высокой стойкости к влаге, используются для строительства дамб, гидроэлектростанций и аналогичных объектов.

Состав бетона, основные компоненты

Существует множество видов бетонов, и практически все имеют схожий состав. Тем не менее, именно ингредиенты влияют на конечные характеристики.

Традиционно бетон состоит из цемента, щебня, песка и воды. Если делать смесь без щебня, она будет называться пескобетоном. Оптимальный состав имеет следующие пропорции цемента, щебня, песка и воды – 1:4:2:0,5. Это лишь общие сведения. Конечный замес зависит от множества факторов: марки материалов, характеристики щебня и песка, наличие пластификатора. Например, если выбран цемент М400, то на выходе получится смесь М250.

В смеси каждому компоненту отведена своя роль. В основе – цемент и вода. Именно они связывают все компоненты в одно целое. Если допустить ошибку на этом этапе, то бетон получит совсем иные характеристики. Дело в том, что сыпучие материалы, применяемые для изготовления, также имеют различные параметры влажности и влагопоглощения, и это обязательно нужно учитывать.

Если долгое время хранить цемент, он образует так называемый «цементный камень». Многие думают, зачем тогда добавлять воду – вот готовый твердый образец. Дело в том, что твердеет он неравномерно, а это может стать причиной образования сколов и трещин. Уменьшить эти деформации помогают заполнители в виде песка и щебня. Именно они предотвращают излишнюю усадку.

Сумма всех этих компонентов образует собой монолитную структуру. Отдельные свойства каждого материала связываются воедино. Большая часть пространства отводится щебню, между ним расположен песок. Роль воды и цемента – связать компоненты в общую массу.

Как видно, состав одновременно прост и сложен, так как требуется строго соблюдать пропорции всех ингредиентов, чтобы получить прочный и долговечный бетон.

Рисунок 4. Приготовленный раствор бетона

Приготовление бетона

Прежде чем приступать к самостоятельному созданию бетона, необходимо определиться с рецептом. Он, в свою очередь, зависит от задачи строительного объекта. Если раствор готовится в бетономешалке, все величины переводят в литры. Для удобства существует множество таблиц. В ходе первого замеса цемент и песок увеличиваются в объеме на 10%. Дело в том, что часть материалов липнет к машинке, и эти 10% — компенсационные.

Чтобы получить качественный раствор, важно не переусердствовать с жидкостью. Многие, по неопытности, добавляют воду чтобы повысить пластичность бетона. Это запрещено, так как снижает конечную прочность.

Классический рецепт для бетономешалки:

• цемент – 2 части;
• песок – 4;
• щебень – 8;
• вода – 1.

Кажется, что все просто, но на самом деле даже мелкие погрешности в пропорциях способны изменить параметры смеси.

Производство в условиях завода

Рисунок 5. Приготовление бетона

На заводах, чтобы приготовить бетонную смесь, пользуются бетоносмесителями непрерывного и периодического действия. Процедура выглядит так: в емкость загружается сырье, перемешивается и выгружается. В непрерывных установках загрузка, смешивание и выгрузка, соответственно, непрерывны. Отличается и способ перемешивания: принудительный и гравитационный.

Принудительные бетоносмесители работают с жесткими бетонными растворами, так как состоят из неподвижного барабана и вала с лопастями. Гравитационные «захватывают» часть смеси и поднимают на определенную высоту, откуда она падает, тем самым перемешиваясь. Емкость гравитационной машины – от 100 до 1500 л. Продолжительность замеса зависит не только от объема бетоносмесителя, но и от подвижности массы.

Высокожесткие смеси готовятся при помощи вибросмесителей. В таких установках вибрации совмещены с перемешиванием. Встречаются также технологии, предусматривающие дополнительный нагрев смеси до +60 градусов Цельсия. Это необходимо для более быстрого и эффективного перемешивания.

Применение бетона

Сфера использования бетонных смесей напрямую зависит от свойств состава. Благодаря добавлению химически активных добавок состав приобретает дополнительные свойства: морозостойкость, водонепроницаемость и другие. Это делает бетон универсальным материалом. Используя его:

• фиксируют и закрепляют строительные элементы и конструкции;
• делают облицовку зданий, причем как снаружи, так и изнутри;
• герметизируют стыки;
• заливают фундаменты;
• строят автомобильные трассы;
• возводят мосты, плотины, бассейны, дамбы;
• бетон – основной материал для изготовления бетонных плит;
• производят ЖБ-изделия;
• оформляют интерьеры: колонны, стены, напольные покрытия;
• имитируют натуральный камень.

Чаще всего бетон применим для производства бетонных плит перекрытия, из которых «собирается» любое высотное или промышленное здание.

Заключение

Бетон – универсальный стройматериал, предполагающий широкую классификацию. При необходимости, сделать его можно и самостоятельно, зная правильную рецептуру. Несмотря на распространенность, легко допустить ошибку в ходе его замеса – важно соблюдать строгие пропорции, от которых будут зависеть конечные свойства.

Высокопрочный бетон: состав, свойства и характеристики

На сегодняшний день искусственный стройматериал занимает одно из лидерских мест в строительной отрасли. Современный высокопрочный бетон различных марок несколько отличается от давно привычных нам бетонов. Он обладает гораздо лучшими высокопрочными свойствами, нежели «старые» смеси. Сооружения из высокопрочного бетона выходят крепкими, надежными, способными служить на пользу людям много десятков лет.

Что собой представляет материал?

Высокопрочным бетоном называют тяжелые, мелкозернистые смеси марок М600-М1000, минимальная прочность на сдавливание которых равняется В60 и выше. Применение высокопрочных растворов позволительно для строительства различных уровней сложности. Любой архитектурный проект можно воплотить в реальность при помощи такого стройматериала.

Высокопрочный бетон отлично взаимодействует с крепким армирующим материалом. Их тандем высоко ценится и пользуется широким спросом у мастеров, особенно при возведении железобетонных строений. Наборные железобетонные сооружения возводятся на тяжелых бетонах марок 400-500. Применение стройматериалов больших марок разрешает уменьшить массу строений, сократить диаметр в разрезе, изготовить максимально подходящие по параметрам изделия.

Высокопрочные бетоны, склонные к стремительному застыванию, способны практически в таких же темпах повышать свой уровень крепости. Это позволяет значительно уменьшить время паровой обработки бетонных конструкций при их производстве, а иногда и вовсе отказаться от данной манипуляции.

Низкий уровень деформирования в высокопрочном бетоне при краткосрочных либо довольно продолжительных нагрузках увеличивает твердость конструкционных деталей, способствует уменьшению расползания стройматериала. Высокопрочному бетону свойственна та же интенсивность усадки, что и раствору со средней прочностью.

Вернуться к оглавлению

Составляющие компоненты

От входящих в состав ингредиентов требуется наделить строительную смесь необходимыми свойствами при самых малых расходах сырьевых материалов. Основа состава высокопрочных бетонов состоит из вяжущих веществ, песка, крупных наполнителей.

Вернуться к оглавлению

Вяжущее материалы

Как правило, роль вяжущих компонентов для такого рода бетонов выполняют наиболее активные портландцементы определенной консистенции. Профессионалы советуют использовать вяжущие с густотой 25-26 % и минимальной активностью 500-600. Высокопрочный бетон следует готовить на основе портландцементов с повышенной активностью. Благодаря ускоренным темпам приобретения бетонами прочности нет необходимости в применении разных примесей, убыстряющих застывание раствора.

Вернуться к оглавлению

Песок

Создание высокопрочных строительных смесей не обходится без добавления крупных либо мелких кварцевых полевошпатовых песков. Кристаллики крупных марок песка идут 1,25-5 мм шириной, песчинки мелких сортов — 0,14-0,63 мм. Чтобы строительная смесь лучше ложилась во время стройки, при ее изготовлении мелкого песка добавляют больше, нежели крупного. Но иногда эту пропорцию выравнивают.

Некоторые марки сверхпрочного бетона (вплоть до 800) изготавливаются из чисто крупных либо средних сортов песка. Однако в этом вопросе следует соблюдать рамки, указанные госстандартами.

Вернуться к оглавлению

Крупный заполнитель

Крупным наполнителем в подобных строительных смесях служит щебенка. Крепость на сжатие сего заполнителя при повышенной влажности должна быть минимум в полтора раза больше, нежели у бетонного раствора. Перед использованием щебенку следует отсортировать, очистить от отмучиваемых частиц. Ширина отсортированных песчинок должна варьироваться по фракциям: 5-10, 10-20, 20-40 мм.

Сорт щебня подбирают под нужную ширину бетонного изделия, а также под тип используемой арматуры. Для слабо армированных сооружений с толстыми стенами используют материал с заполнителем, крупность которого составляет до 70 мм. Наполнитель, применяемый при изготовлении высокопрочного состава, должен быть сухим, отвечать всем запросам ГОСТ.

Вернуться к оглавлению

Тонкомолотые добавки

В высокопрочный бетон принято добавлять кремнеземную пыль. Но бетоны, прочность которых составляет C 55/67, C 60/77, могут обойтись без этой силикатной добавки. Кремнеземная пыль появляется при очищении газообразной отработки во время производственных процессов кремния.

Силикатная пыль действует внутри бетонных составов по трем направлениям:

• заполнение свободных пространств между цементными кристаллами, тем самым наделяя бетонное изделие гораздо большей плотностью;
• пуццолановое взаимодействие с гашеной известью, обеспечивающее рост прочности цементного раствора;
• • улучшение взаимной реакции между песком и цементом.

К основным составляющим высокопрочного бетонного раствора могут также добавляться пластификаторы химического происхождения.

Вернуться к оглавлению

Характерные свойства

Современные бетонные смеси с повышенной крепостью обладают массой свойств, положительно сказывающихся на эксплуатации готовой продукции. Мастера отделяют характеристики бетонного раствора от свойств уже готовых монолитов.

Вернуться к оглавлению

Показательные характеристики жидкого раствора

Главными эксплуатационными параметрами бетонной смеси являются:

• плотность от 1,0 до 1,4;
• плывучесть с деформацией конуса от 65 до 70 см;
• содержание всего 1 % кислорода;
• мизерные показатели расслоения;
• минимальные сроки поддержания реологических качеств — 3-4 часа.

То, что растворы могут сохранять свои качества на протяжении некоторого времени, дает им большой плюс. Ведь при перевозке дорога от места производства до строительной площадки может длиться не один час. Большую роль играет консистенция раствора. Она должна быть идеально однородной, иначе есть риск расслоения, и как итог, утеря характерных качеств застывшего стройматериала.

Вернуться к оглавлению

Параметры застывших бетонных монолитов

Среди показательных свойств бетонного камня выделяют:

• прочность на сдавливание, варьирующаяся от 50 до 100 МПа, а также на растягивание во время загибания — минимум 4 МПа;
• уплотненность и пористость;
• износостойкость;
• устойчивость к минусовым температурам минимум F400 и водонепроницаемые способности от W10;
• впитывание влаги максимум 1 %;
• малый процент искривления.

К сожалению, повышенная плотность бетонов такого рода из-за высокого давления при взаимодействии с влагой может привести к образованию микроскопических разрывов в материале. Строительную смесь с повышенной плотностью желательно наделить умеренной пористой структурой, которая исполнит роль смягчителя для лишней энергии и напряжения во время тепловыделения при застывании.

Вернуться к оглавлению

Производство сверхпрочного композита

На месте строительства нужно правильные пропорции пластификатора.

Во время изготовления подобных материалов главное – добиться нормальной удобоукладываемости композита на протяжении всего строительного процесса. Достичь этой цели возможно при выполнении следующих условий:

• непрерывное наблюдение за уровнем влажности наполнителей;
• соблюдение четких дозировок согласно рецептуре;
• использование для смешивания высокоскоростных смесительных устройств;
• четкая последовательность закладки ингредиентов внутрь смесителя, установление положенного времени смешивания для каждого компонента;
• если бетон покупной, то нужно узнать сроки начала его застывания, сопоставить их со временем, требуемым для перевозки, монтажа стройматериала, и если нужно, домешать в состав веществ, замедляющих твердение;
• соблюдение правильных добавочных пропорций пластификатора на месте строительства.

Заметим, что для сверхпрочных смесей лучше использовать материалы с повышенной активностью, потому как их несложно перекачивать посредством бетонной помпы. От правильности ухода за бетоном зависит его качество. Материалу следует обеспечивать влажную обработку на протяжении трех суток. Это гарантирует устойчивость готового продукта к различным негативным факторам, а также долгий срок службы.

Дабы не наделать промахов во врем изготовления, монтажа и ухода за композитом, специалисты советуют набросать схему действий, контролирующих все вышеперечисленные процессы. Здесь должны присутствовать такие пункты:

• контроль от лица производителя стройматериала: отслеживание характеристик и качества сырья, технических способностей, исправности производственного оборудования; выявление характерных параметров готовой смеси и предполагаемых отклонений;
• контролирование от лица покупателя, использующего бетон;
• меры при несоответствии желаемым требованиям;
• выявление ответственных особ.

Вернуться к оглавлению

Области применения

Высокопрочные композиты используются, как правило, в случаях, где есть нужда в снижении размеров и веса сооружения, а также требуется повышение коэффициента прочности конструкции. К этим случаям относятся:

• постройка многоуровневых конструкций;
• возведение мостов и иных транспортных сооружений;
• строительство складов для хранения радиоактивного утильсырья;
• заливка полов внутри масштабных промышленных сооружений;
• постройка иных особых объектов.