Виды бетонов и их свойства

Что такое бетон: состав и область применения, классификация бетона по разным техническим характеристикам

Несмотря на большое количество новых строительных материалов, популярность бетонных конструкций не уменьшается. Бетон имеет повышенную прочность и надежность, поэтому он остается востребованным при строительстве как жилых комплексов, так и хозяйственных построек.

Бетон используется в разных отрослях строительства.

Бетон — что из себя представляет и для чего нужен?

Бетон — это искусственно созданный строительный монолит, или, как его чаще называют, искусственный строительный камень. Изготавливают его из вяжущего вещества, воды, наполнителей и различных добавок, с помощью которых можно изменять свойства бетонной массы, повышая морозостойкость, снижая истираемость, делая ее водонепроницаемой, жаростойкой и т.п.

В классический состав бетона входят:

• цемент;
• песок;
• гравий или щебень;
• вода.

В зависимости от производственной необходимости состав бетонной смеси может меняться. Так, широко используемый в строительстве и ремонтах цементный раствор (смесь цемента, песка и воды) является одной из разновидностей бетона, т.н. пескобетоном. Смеси с использованием полуводного гипса или ангидрида называются гипсобетонами.

Существует и силикатный бетон, изготавливающийся на основе извести. Шлакобетон изготавливают из измельченных шлаков с добавлением в состав цемента, извести, гипса или других активаторов затвердения.

С развитием строительной индустрии в состав бетонных смесей начали добавлять новые материалы, чтобы придать искусственному камню нужные характеристики. Например, после введения в его состав стальных опилок появился сталебетон, обладающий повышенной прочностью. Использование в качестве наполнителей пемзы и туфа привело к появлению пемзо- и туфобетона — материалов, отличающихся от классического строительного материала более легким весом и лучшими теплоизоляционными свойствами.

Добавив в состав железную арматуру, можно получить железобетон, а добавив деревянную арматуру — деревобетон. Одна из последних разновидностей — полимербетон, в состав которого добавлены синтетические смолы (карбамидные, эпоксидные и т.д.).

Применение бетона

Область применения бетона обширна — от строительства атомных электростанций до внутренних отделочных работ. Используют бетон в строительстве жилья, качественного и долговечного дорожного полотна, молов, волнорезов и причалов. Характеристики используемого для различных целей материала существенно разнятся.

Например, в строительстве атомных электростанций используют особо тяжелый бетон. 1 м³ этого вещества весит 2,5 т. При строительстве фундаментов многоэтажных домов, а также при изготовлении прочных железобетонных плит используют тяжелый бетон, 1 м³ которого весит от 1,8 до 2,5 т.

Бетон прочный и надежный материал для строительства

Легкий бетон, вес которого находится в диапазоне от 0,5 до 1,8 т/м³, используется для изготовления стеновых панелей, блоков и перекрытий. Существует и особо легкий бетон, который предназначен преимущественно для наружной теплоизоляции зданий и сооружений. Его вес не превышает 0,5 т/м³.

Состав бетона — основные компоненты

Чтобы быть уверенным в качестве бетонной смеси, ее изготовление лучше всего заказать на специальном заводе. Но при строительстве частных домов и небольших хозяйственных построек их хозяева нередко изготавливают бетон самостоятельно. Преимущественно в таких случаях изготавливается классический вариант бетона, состоящий из песка и щебня в качестве наполнителей, цемента и воды.

Чтобы изготовленный своими руками бетон получился прочным и долговечным, надо знать и соблюдать основные требования, предъявляемые к его компонентам.

Входящий в состав бетона песок должен быть средней или крупной фракции — песчинки от 1,2 до 3,5 мм в диаметре. Мелкие фракции песка для изготовления бетона не подходят, их трудно связать в единый монолит. Поэтому бетонные конструкции с использования песка мелких фракций быстро раскрошатся.

Помимо фракции для прочности бетона важное значение имеет и чистота песка. В теории песок должен быть чистым, без примесей, но в реальности это пока неосуществимо. Поэтому допускается наличие в его составе небольшого количества глины или ила, но общее количество таких примесей не должно превышать 5%.

Другой материал, используемый для приготовления бетона, — щебень или гравий. К ним тоже есть свои требования: размеры используемых для наполнения бетона материалов должны быть в диапазоне от 1 до 8 см. Наполнителями могут быть не только эти материалы, но и керамзит, а для обустройства бетонного фундамента часто используют битый кирпич.

Чем мельче фракция наполнителя, тем прочнее будет искусственный камень. При его самостоятельном изготовлении лучше использовать наполнитель размером не более 2-3 см, максимально очищенный от глины и других примесей.

Используемая для приготовления бетона вода тоже должна быть максимально чистой. Чем больше в ней будет растворенных солей и посторонних примесей, тем хуже будет качество искусственного камня.

В роли вяжущего при производстве классического бетона используют различные виды цемента:

• портландцемент;
• шлакопортландцемент;
• пуццолановый цемент.

ШлакопортландцементПортландцементПуццолановый цемент

Портландцемент является основным видом при изготовлении строительных конструкций и заливке фундамента. Шлакопортландцемент обладает пониженной морозостойкостью, а пуццолановый цемент — высокой влагостойкостью. Последний используют для приготовления бетонных конструкций, предназначенных для подземных и подводных сооружений.

Пропорции бетона

Правильно подобранные пропорции компонентов бетонной смеси важны для получения качественного искусственного монолита. Зависят они от марки изготовляемого бетона и используемого для его приготовления цемента.

Например, при использовании для приготовления бетона цемента марки М-400 пропорции для различных марок бетона будут такими:

С повышением марки бетона расход наполнителей — песка и бетона — уменьшается, а количество расхода цемента остается одинаковым. Эта тенденция сохраняется и при использовании других марок цемента, хотя пропорции компонентов бетонной смеси будут другими. Чем выше марка цемента, тем большую массу наполнителей он может связать.

Добавки для бетона

Чтобы улучшить качество бетона без существенного увеличения себестоимости его производства, производители используют различные добавки и примеси. Все эти добавки принято разделять на несколько больших групп:

• пластификаторы;
• модификаторы;
• ускорители набора прочности;
• добавки для подвижности;
• самоуплотняющиеся добавки;
• морозостойкие добавки;
• комплексные добавки.

Пластификаторы используются для улучшения подвижности изготавливаемой смеси. Улучшенная подвижность позволяет вяжущему веществу плотно и надежно охватывать каждый кусочек наполнителя.

При застывании искусственного камня они делают его прочнее, одновременно уменьшая расход вяжущего вещества. Также применение пластификаторов позволяет увеличить плотность и улучшить водонепроницаемость смеси.

Модификаторы улучшают производственные характеристики, позволяя получать высокопрочную бетонную смесь при использовании цемента низших марок. Ускорители набора прочности позволяют существенно ускорить эту важную техническую характеристику искусственного камня, сократив время набора до 3-4 дней.

Морозостойкая добавка для бетона

Добавки для сохранения подвижности смеси увеличивают время схватывания и используются при необходимости перевозки бетонной смеси на дальние расстояния в летнее время. Самоуплотняющиеся добавки используются при изготовлении тонкостенных и армированных блоков или других конструкций, где использование для уплотнения бетонной массы традиционных виброинструментов затруднено или невозможно. Морозостойкие добавки позволяют существенно повысить морозостойкость бетона.

Разновидности пигментов и их свойства

Пигменты используют для изменения цвета бетонных конструкций. В промышленном производстве для этих целей используются:

• технический углерод;
• двуокись титана;
• окись хрома;
• умбра.

Все пигменты действуют на бетонную смесь одинаково: они поглощают часть световых волн, волны с другой длиной отражают. Такие пигментные добавки обладают повышенной стойкостью к ультрафиолету, не выгорают на солнце, не смываются дождем и обладают стойкостью к воздействию агрессивной химической среды.

Классификация бетона

В строительстве виды бетона классифицируются по нескольким параметрам. Чаще всего искусственный камень классифицируют:

• по прочности;
• по плотности;
• по типу вяжущего;
• по морозостойкости;
• по водонепроницаемости;
• по истираемости;
• по скорости набора прочности.

Такое большое количество разновидностей бетонной смеси может создавать некоторые трудности с правильным выбором материала.

По прочности

Прочность бетона, как и его марка, зависит от количества входящего в его состав цемента или другого вяжущего вещества. Чем больше его объем, тем выше будет показатель прочности. Показатель выражается в кг/см². Определить его можно по марке искусственного камня — чем она выше, тем выше будет показатель прочности.

Плотность

Плотность — показатель, отвечающий за устойчивость искусственного камня к сжатию, его водостойкость, морозостойкость и другие технические характеристики. По этому показателю материал делится на:

• особо тяжелый;
• тяжелый;
• легкий;
• особо легкий.

Стальную стружку добавляют в состав бетона при стройке тяжелых бетонных конструкций.

Особо тяжелые бетонные конструкции производят, добавляя в состав смеси стальную стружку или железную руду. Для приготовления тяжелых бетонных смесей в качестве наполнителей используют природные минералы: гранит, известняк, диабаз и т.п.

Наполнителями для легких смесей служат пористые материалы: туф, керамзит, пемза и им подобные. К этому классу относятся газобетон и пенобетон — набирающие популярность строительные материалы.

Классификация по типу вяжущего

По типу вяжущего бетонные смеси подразделяются на 2 большие группы — смеси на неорганических вяжущих материалах и смеси на органических вяжущих материалах.

К первой группе относятся:

• цементные;
• силикатные;
• гипсовые;
• шлаковые;
• синтетические смолы;
• специальные кислостойкие смеси.

Во вторую группу входят такие материалы, как асфальтобетон и пластбетон.

Морозостойкость

Показатель морозостойкости определяет количество циклов замерзания и оттаивания бетонной смеси без потери материалом своих качественных характеристик. Обозначают морозостойкость буквой F. Существуют бетонные смеси с показателем морозостойкости от F15 до F1000, где цифры являются показателем количества циклов замерзания и оттаивания.

Марки с показателем от F15 до F50 считаются марками с низкой морозостойкостью. Показатели от F51 до F300 считаются марками со средней морозоустойчивостью. Смеси с показателем F301 и выше считаются марками с высокой морозостойкостью.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость обозначается буквой W и цифрами, показывающими максимально возможное давление воды, которое выдерживает бетонная конструкция. По этому показателю все бетонные материалы делятся на:

• низкие (маркировка менее W4);
• средние (маркировка от W4 до W12);
• высокие (маркировка выше W12).

Истираемость

Истираемость — показатель, определяющий изменение в объеме и массе материала под воздействием истирающих усилий. Истираемость бетонных конструкций обозначается буквой G и имеет 3 разновидности:

• низкая (G1);
• средняя (G2);
• высокая (G3).

Истираемость прямо зависит от прочности материала: чем выше прочность, тем ниже истираемость.

Скорость набора прочности

Скорость набора прочности (твердение) — важный показатель бетонных конструкций, от которого зависит время их введения в эксплуатацию или время проведения отделочных работ. Происходит набор прочности скачкообразно: в первые 5-7 дней после заливки или изготовления показатель твердения достигает 70%, к концу 28 дня он приближается к 100% (при условии соблюдения влажности и температурного режима). После этого срока набор прочности бетонными конструкциями продолжается и может длиться несколько лет.

Существуют 2 вида бетонных смесей: быстротвердеющие и медленнотвердеющие. Для определения скорости набора прочности % прочности 2-дневной бетонной конструкции делят на % прочности этой же конструкции по истечении 28 дней. При показателе больше 0,4 конструкция относится к быстротвердеющим. Показатель меньше 0,4 свидетельствует о медленном твердении.

Условия твердения

На скорость набора бетонными конструкциями прочности большое влияние оказывают условия, в которых происходит твердение материала. Оптимальными условиями для его твердения считаются температурный коридор в +18…+22ºС и относительная влажность окружающей среды не менее 90%.

Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее будет происходить твердение бетонных конструкций. При 0ºС процесс твердения полностью прекращается. Высокая температура приводит к обезвоживанию бетона, что тоже становится причиной замедления или полного прекращения твердения бетонной конструкции и недобору ее прочности.

От прочности и надежности бетонных конструкций напрямую зависят сроки эксплуатации построенного здания или сооружения. Поэтому еще до начала строительства нужно определиться, какая марка и какие технические характеристики материала лучше всего подходят для решения поставленных задач.

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.

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.

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.

Бетон является дешевым и доступным строительным материалом, отвечающим всем эксплуатационным требованиям, предъявляемым к монолитным постройкам. Несмотря на появляющиеся модификации, включающие в себя не только песок и цемент, но и такие заполнители, как керамзит, стандартный песчано-цементный состав по-прежнему остается самым популярным среди частных строителей. Для получения качественного раствора, необходимо учитывать то, что разные марки бетона используются для возведения самых разнообразных построек.

Существуют нормативы, определяющие и классифицирующие бетонные составы исходя из их прочностных характеристик, морозостойкости, водонепроницаемости и по связующему компоненту. Каждый из этих показателей обозначается определенными буквенными и цифровыми маркировками, которые мы рассмотрим подробнее.

Прочность бетона

В зависимости от марки бетона по прочности на сжатие раствор будет в большей или меньшей степени устойчивым к нагрузкам в различных условиях. Этот параметр обозначается буковой «М» и числом от 50 до 1000, которое указывает какую нагрузку в кгс/см2 способен выдержать определенный состав. Допустимая погрешность (коэффициент вариации) этого показателя составляет 13,5%.

Также существует класс бетона на сжатие, который измеряется в МПа (мегапиксели) и обозначается буквой «В», после которой стоят цифры в диапазоне от 3,5 до 80, указывающие какое давление материал выдерживает в 95% случаев.

Класс бетона и его марка неразрывно связанны между собой, поэтому зная один из показателей, можно легко определить другой.

Чтобы определить марку бетона и класс бетона, рассмотрим таблицу, соответствующую ГОСТ 26633-91.

Согласно этим данным определяется марка и класс на прочность бетонного раствора.

Чаще всего при производстве строительного материала для фундаментальных оснований используется бетон М 400, однако не будет лишним рассмотреть и сферы применения других марок.

М 50-100

Самым хрупким и ненадежным считается состав с маркировкой 50. Чаще всего его используют при заполнении пустот в конструкциях, которые не испытывают нагрузок. Приблизительно то же самое можно сказать о смесях М 75 и М 100. Так называемому «худому» бетону нашлось применение при заливке чернового слоя строительной смеси. Эти составы используют при изготовлении подстилающей подушки (подбетонки) для фундаментов, стяжек и при монтаже дорожных оснований.

Исходя из того что, класс бетона по прочности на сжатие соответствует В 7,5, показатель такого материала не позволяет применять его для серьезных работ.

М 150

Обладая чуть лучшими прочностными показателями бетон М 150 также можно отнести к легким бетонам, которые не стоит выбирать для конструкций, испытывающих нагрузки. Такие смеси можно использовать для черновых работ и при заливке фундамента для маленьких одноэтажных построек. Также допускается его применение для стяжек, садовых террас, дорожек и площадок, по которым будут ходить люди.

М 200-250

При соотношении марки 200 и класса бетона В 15 состав получается более прочным. Его можно использовать для возведения подпорных стен, при изготовлении лестниц, площадок, дорожек, отмосток и бордюров. Нередко М 200 заливают фундаментальные основания ленточного типа (только при условии устойчивости почвы) и открытые террасы.

Прочности бетона хватает для монтажа стяжек в помещениях с небольшой механической нагрузкой.

Практически таким же свойством отличается и бетон М 250 – его также часто заливают в качестве плит с малой нагрузкой.

М 300

Если рассматривать марки бетона и их характеристики, то М 300 сегодня пользуется довольно большим спросом при возведении монолитных фундаментов, благодаря оптимальному соотношению цены и качества. Также смеси этого типа подходят для заливки площадок и при изготовлении лестниц как на улице, так и внутри дома. Бетон М 300 обладает хорошей влагоустойчивостью, поэтому влажная среда не оказывает на него разрушительного воздействия.

М 350

Если выбрать марку бетона с классом В 27,5, то вы получите прочный материал для строительства конструкций как монолитного, так и перекрывающего типа. Такие составы используют при закладке фундамента для многоэтажных зданий. Благодаря повышенной прочности смеси, она также подходит для более серьезных построек: бассейнов, несущих колонн, аэродромных плит и многого другого.

М 400

При таком соответствии марки и класса бетона (М 400, В 30) за строительный материал придется заплатить довольно дорого. В силу высокой стоимости смеси этого типа не отличаются большой популярностью у частных застройщиков. Тем не менее, бетон М 400 быстро схватывается, поэтому его чаще применяют при строительстве крупных объектов: торговых комплексов, спортивных арен, банков, аквапарков и так далее. Также этот бетон подходит для заливки мостов, подводных сооружений, высоконагруженных опор и гидротехнических построек.

М 500 и выше

Такие составы можно отнести к узкоспециализированным, так как при такой концентрации цемента и прочностных показателях, применять М 500 для строительства жилых домов не рационально. Обычно бетонные смеси этого класса применяются для возведения банковских хранилищ, мостов, плотин, дамб и стратегических объектов.

Помимо классификации бетонов по прочности, стоит также учитывать и другие отличия.

Водонепроницаемость бетона

Согласно ГОСТ 12730.5-84 марка бетона по водонепроницаемости обозначается буквой «W» и цифрами от 2 до 20, определяющими максимальное давление (МПа) воды, которое способна выдержать бетонная конструкция.

Если рассматривать классификацию бетона по маркам, исходя из показателей водопоглощения состава, то материалы будут отличаться следующим образом.

Рассмотрим основные классы бетона по показателю W:

• W2 – означает, что выбранный материал отличается большой проницаемостью и не поглощает большие объемы влаги. Такой бетон не подходит для гидроизоляции.
• W4 – впитывает чуть меньше влаги, но также не рекомендован для гидроизоляционных работ.
• W6 – подобные смеси отличает пониженная проницаемость и средний уровень поглощения воды, благодаря чему они чаще всего применяются в строительстве жилых домов.
• W8 — классификация бетона свидетельствует о том, что состав впитывает не более 4,2% влаги.

Помимо маркировки бетона по водонепроницаемости, также следует учитывать устойчивость материала к низким температурам.

Морозостойкость бетона

Еще одна важная классификация бетона – это его морозостойкость. Этот показатель обозначается буквой «F» и цифрами от 50 до 300, обозначающими количество циклов заморозки и размораживания, которые может выдержать цементно-песчаная смесь. При этом допускается потеря прочности в 5%, но не более.

Исходя из этого, марка бетона по морозостойкости – это очень важный показатель, от которого зависит для каких именно целей можно использовать тот или иной материал.

Полезно! Существует ряд мероприятий, которые позволяют повысить морозоустойчивость бетона: снижение объема воды в смеси и специальные пластифицирующие добавки.

Если говорить о том, как определить класс бетона исходя из его устойчивости к низким температурам, то:

• маркам М 100-150 соответствует показатель F 50;
• М 200-250 – F 100;
• М 300-350 – F 200;
• М 400 – F

Кроме марок бетона по морозостойкости и водонепроницаемости также существует параметр бетонного раствора, определяющий состав по удобоукладываемости.

Удобоукладываемость бетона

Есть несколько ГОСТов, которые определяют, что такое класс бетона по удобоукладываемости. В зависимости от того, как бетонная смесь заполняет форму опалубки под своим весом, осуществляется выбор того или иного состав.

По плотности смеси разделяют на:

• Подвижные. Их показатели измеряют по осадке конуса.
• Жесткие. Такие смеси подвергаются испытанию на вибростоле. Определение свойств состава производится исходя из времени продавливания смеси.

ГОСТ 7473-94 определяет бетон по удобоукладываемости следующим образом.

Чтобы понять, как выбрать бетонный раствор исходя из этого параметра, рассмотрим таблицу.

Кроме классификации по удобоукладываемости, также необходимо учитывать ГОСТ 23732, согласно которому существуют требования, относящиеся к воде для затворения и к самой смеси.

Чтобы изменить показатели бетона всегда можно добавить в раствор пластификатор, который сделает ее более пластичным. В этом случае по удобоукладываемости бетон будет отвечать всем нормативам.

Продолжая рассматривать, чем еще отличаются марки бетона, остается только уточнить, какие бывают связующие компоненты.

Связующие компоненты бетона

Если классифицировать бетонные растворы по связующему веществу, то составы подразделяются на следующие категории:

• цементный (самый распространенный);
• асфальтный (используется при строительстве дорог);
• известковый;
• гипсовый;
• силикатный;
• глиняный.

В зависимости от структуры заполнителя бетон может быть:

• Особо легким. В этом случае объемный вес материала составит не более 500 кг/м2. Такие бетоны также называют ноздреватыми.
• Легким. Для приготовления бетона объемным весом до 1 800 кг/м2 используется наполнитель из арболита, шлакобетона, пемзобетона и прочих легких пористых материалов, которые отличаются низкой теплопроводностью. Такие составы используют для возведения оград и покрытий.

• Тяжелым или обычным. При этом объемный вес материала составит более 1 800 кг/м2. В этом случае в качестве наполнителя используется гравий твердых горных пород, который обычно применяется при строительстве железобетонных конструкций повышенной прочности.
• Особо тяжелым. Объемный вес такого типа материала составит более 2 700 кг/м2. Для особо тяжелых смесей используются заполнители: барит, железная руда и металлы. Такие материалы применяются для защиты от вредного излучения, поэтому из них возводят АЭС и военные исследовательские центры.

Благодаря этой информации, вы теперь знаете, как определить марку бетона и выбрать строительный материал оптимально подходящий для вашего проекта.

Какие виды бетона бывают

Бетон – это очень хорошо перемешанная и уплотненная масса, которую получают из специального материала (цемента) с добавлением воды в особо точных пропорциях, что впоследствии затвердевает до каменного состояния.

Изложенные виды бетонных смесей в данной статье, являются самыми распространёнными на сегодняшний момент. Ознакомившись с которыми, вы сможете узнать для себя много нового.

В нашем двадцать первом столетии разнообразие бетона просто зашкаливает. Его применяют при строительстве самых различных объектов. Например, для создания фундамента зданий, перекрытий для подвалов, защиты уже нанесённых бетонных смесей от различных внешних факторов, для конструирования лестниц, создания несущих конструкций, стен и так далее.

Внимание! Затраты на бетонные материалы часто составляет 15-20 % от стоимости всего здания, притом что это без учета затрат бетона на стены. Исходя из этого, можно сделать вывод, что подбор бетона – это важнейшая составляющая строительства.

Немаловажным фактором являются процессы приготовления и нанесения бетона. Но в данной статье мы поговорим не об этом, а о том, какие бывают типы бетонов и с чем это связано.

Бетон, чаще всего, применяют при строительстве различных помещений. Строительством занимается очень мало специалистов своего дела, особенно если хозяин решается возвести дом самостоятельно, не являясь профессионалом в сфере строительной индустрии. Зачастую, не знакомясь предварительно со всей «палитрой» при выборе бетонных смесей, он тем самым подвергает свою будущую постройку к преждевременному разрушению, деформациям и малой прочности при всевозможных внешних воздействиях на объект. Важно помнить, что правильный выбор бетонной смеси – это пятьдесят процентов успеха при строительстве здания. Сделав прочным его основание, вы будете уверены в надежности на долгие годы!

До момента затвердевания, полученная консистенция из песка, воды, гравия и цемента является бетонной смесью. Главными показателями среди преимуществ бетона являются его превосходная устойчивость к нагрузкам, на сжатие и растяжение.

Но и этого недостаточно, чтобы использовать один только бетон для построения конструкций, которые будут рассчитаны на высокие нагрузки. Для увеличения показателей его прочности используют арматуру, что отлично поглощает всевозможные растягивающие силы, которые могут воздействовать на бетонную конструкцию. Комбинирование арматуры и бетона называют железобетоном.

Случается, что даже этого недостаточно, когда в результате сверхвысоких нагрузок могут образовываться трещины. Для таких ситуаций строители разработали способ «предварительного напряжения бетона». Его суть состоит в том, что залитую бетонную массу, которая подвержена растяжению, обжимают натянутой арматурой. В результате все силы растяжения, действующие на конструкцию, будет воспринимать арматура, а не бетон.

Важно! Стоит отметить, что использование такой конструкции в строительстве не только увеличивают прочность зданий, она также значительно снижают расходы на арматуру.

Бетон классифицируют по усредненной плотности на один кубический метр и подразделяют на:

• сверхтяжелый – свыше 2450 кг/м3. Сверхтяжелый бетон производят из таких материалов, как магнетит и гематит. Это рудные породы, что измельчаются до состояния опилок, стружек и окалины. Подобный материал применяют только при строительстве атомных электростанций, для защиты помещений от радиационного излучения;
• тяжелый – от 1700 до 2400 кг/м3. Тяжелые бетоны – это наиболее популярный вид смеси, он обладает высокой популярностью при строительстве подземных и несущих конструкций, а также при возведении простых стен, перегородок и фундамента. В качестве главного компонента данной смеси выступает щебень из горных пород, таких как известняк, диабазит, гранит и др.;
• легкий – от 250 – 1700 кг/м3. К группе легкого бетона относятся смеси, в состав которых входят пористые заполнители (как искусственные, так и естественные), иногда даже и без заполнителя, при использовании искусственных замкнутых пор внутри бетонной смеси. Обычно легкие бетоны применяют как прочную теплоизоляционную конструкцию в частных домах;
• сверхлегкий – до 450 кг/м3. Сверхлегкие бетонные смеси, как правило, выступают в роли теплоизоляционного ячеистого бетона, обладающего большим количеством пор, созданных на основе лёгких пористых заполнителях. Подобного рода бетонные конструкции выделяются за счет высокой теплоизоляции и могут применяться не только для теплоизоляции стен, полов или потолков, но и как целостная конструкция от воздействия внешних температурных факторов.

Разновидность бетона относительно своей структуры

На современном рынке бетонные смеси можно встретить со следующими структурами:

• уплотненной. Уплотненная – это структура, в которой стараются достичь максимального заполнения пространства в самом бетоне, т.е. не оставить свободных зон, которые могли бы снижать плотность и твердость материала. Подобного рода бетон производят из крупных и мелких заполнителей и плотного связывающего вещества.
• пористой. Пористая структура заполняется связывающим веществом в пористом состоянии. Применяют при строительстве стен и фасадов.
• ячеистой. Ячеистой структурой принято считать бетонную смесь, в состав которой не входят никакие заполнители. Вместо этого, ее наполняют большим количеством искусственных пород в форме замкнутых ячеек, наполненных воздухом. Эта структура широко применяется при строительстве одноэтажных домов.
• сверхпористой. Структура такого рода выступает только в виде одного крупного заполнителя, без применения песчаных пород.

Видео на тему какие бывают виды бетонов:

Разновидность бетона относительно связывающего вещества

Если рассматривать классы бетона по его внутренним наполнителям, то можно выделить следующие:

1. на основе цемента. Цементный бетон – это смесь на основе клинкерного, портландского, шлакопортландского и пуццоланового цементов. Это самый распространений тип бетона. Его применяют при строительстве многоэтажных построек;
2. силикатные смеси. Бетон из таких смесей получают на основе вяжущих известняков. При производстве данного вида применяют автоклавы, где бетон подвергают термообработке для увеличения его силовых показателей;
3. гипсовые смеси. Этот вид бетонных смесей обладает высокой водопоглотимостью. Подобного рода бетон применяют при строительстве внутренних стен и потолков. Также стоит отметить, что он является бюджетным материалом;

1. шлаково-щелочная смесь. Бетоны на основе шлаковой щелочи выступают в качестве связывающего вещества. В такой смеси используются перемолотые шлаки. Этот материал обладает высокой устойчивостью к суровым внешним условиям;
2. полимерные смеси. В бетонных смесях на основе полимерных компонентов, главными связывающим компонентом являются: эпоксидные, полиэфирные и фурановые смолы. Смеси на этой основе не рационально применять для жилых или офисных зданий; Важно! Подобного рода материал используют исключительно при строительстве заводов, занимающихся химической промышленностью и переработкой металлов. Там, где необходима высокая износостойкость и устойчивость к всевозможным тепловым условиям.
3. специальные бетонные смеси. Такие смеси производят с добавлением компонентов на водной основе полимеров, что выступают в качестве затвердевающего компонента при его применении. Используемые полимерные компоненты являются отличным связывающим веществом. Они усиливают скрепление элементов в теле бетона. Подобного рода смеси отлично сопротивляются растяжению, морозостойкости и могут похвастаться превосходными водоотталкивающими свойствами.

Разновидность бетона относительно области применения

Исходя из всей многогранности строительной индустрии, бетоны, также делаться относительно целей, для которых они предназначены. Они бывают:

1. конструкционные – это смеси предназначены для общего применения. Обычно применяются в виде несущих конструкций зданий и перекрытий. Они способны противостоять высоким силовым нагрузкам. Главным достоинством этого вида является высокая прочность, устойчивость к деформациям и возможность использования при экстремально низких температурах;
2. конструкционно-теплоизоляционные смеси. Эти материалы широко применяют в наружных конструкциях, а именно при строительстве ограждений и фасадов. Главной особенности этого бетона является высокая теплозащита;
3. теплоизоляционные бетонные смеси. Этот вид смеси применяют для зданий и заводов, в основном заводов, где необходимо обеспечить высокое термическое сопротивление для ограждающих конструкций при его небольшом слое. При этом данный тип не применяют в качестве несущей конструкции, теплоизоляционные бетоны наносят поверх уже установленных бетонных конструкций;
4. Гидротехнические – это бетонные смеси, которые применяют для обеспечения высокой плотности, водонепроницаемости, морозостойкости и стойкости к суровым внешним условиям. Данного рода бетон весьма распространен в северной части страны, где его применяют для строительства жилых домов;
5. дорожные бетонные смеси. Это вещества, применяемые для нанесения в качестве верхнего слоя на дороге, а также на взлетно-посадочной площадке в аэропортах. Данный класс бетона обладает высокой устойчивостью к деформациям и трещинам. Не разрушается под воздействием перепада температур;
6. Химически устойчивые смеси. Бетонные смеси такого рода устойчивы к воздействию солей, кислот и щелочей. Вместе с этими уникальными показателями, данный вид бетонной смеси, может похвастаться высокой износостойкостью под воздействием всевозможных химических соединений и паров. Данный вид бетона по своей сути служит в качестве изоляционного материала. Его наносят на уже готовый слой бетона; Важно! Его нельзя использовать в качестве материала для несущих конструкций.
7. Термостойкие. Эти смеси сохраняют в необходимых рамках требуемые физико-механические показатели, даже при продолжительном воздействии на них повышенной температуры. В основном применяются для производственных объектов в качестве несущей конструкции, что могут подвергаться высоким температурам в ходе работы.
8. Декоративные бетонные смеси. Этот материал используют для фактурной обработки при отделочных работах на внешней поверхности зданий. Подобного рода бетонные конструкции обязаны соответствовать выбранному цвету, фактуре. А также должны обладать повышенной устойчивостью к атмосферным изменениям.

Итог

Хочется отметить, что ввиду такого большого разнообразия бетонных смесей, стоит задуматься на счет того, как правильно ее подобрать. Не стоит делать необдуманную покупку. Прежде всего, определитесь с целями, для которых вам необходима бетонная смесь, потом с условиями, в которых она будет использоваться, а затем обратите внимание на показатели прочности и деформации. Если учесть эти три аспекта при подборе бетонной смеси, то в таком случае неверный выбор у вас просто не получиться, и вы останетесь довольны покупкой на долгие годы.

• Баня из газобетонных блоков своими руками
• Приготовление бетона вручную: пропорции, таблица
• Бетон своими руками
• Шлакоблоки своими руками в домашних условиях

Виды бетонных смесей, их свойства и основные требования к их качеству. Добавки в бетонные смеси и область их рационального применения

Бетонная смесь состоит из вяжущего, заполнителей и воды, отдозированных в необходимом количестве и тщательно перемешанных. В некоторых случаях в состав бетонной смеси вводят специальные добавки (пластифицирующие, воздухововлекающие, ускоряющие твердение и другие) В результате формования с уплотнением и последующего твердения бетонной смеси получается искусственный каменный материал, называемый бетоном.

К основным свойствам бетонной смеси, которые определяют ее качество в технологии изготовления изделий, относятся удобоукладываемость, однородность, связность и водоудерживающая способность.

Удобоукладываемость характеризует способность смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Для различных методов формования и интенсивности уплотнения смеси это ее свойство должно соответствовать определенной величине.

Удобоукладываемость смеси оценивается показателями подвижности или жесткости. В зависимости от их величины бетонные смеси можно условно разделить на подвижные и жесткие, которые по своему составу, внешнему виду и строению отличаются друг от друга.

Подвижная бетонная смесь представляет собой пластичную массу, характеризуемую сплошностью строения, то есть наличием в смеси непрерывной сетки водных пленок, окружающих частицы цемента, зерна мелкого и крупного заполнителей. В такой смеси зерна заполнителя как бы взвешены в сплошной среде, образованной смесью вяжущего, тонкомолотых добавок и воды, что обеспечивает связность и нерасслаиваемость смеси. Подвижные смеси легко распределяются в форме под воздействием собственного веса с приложением небольших механических усилий.

Жесткая бетонная смесь представляет собой рыхлую, а иногда и сыпучую массу, которая состоит из отдельных гранул крупного заполнителя, склеенных между собой густым цементным раствором. В такой смеси недостаточно воды для создания непрерывной сетки водных пленок. На жесткие смеси для надлежащего уплотнения при изготовлении изделий требуется длительное и эффективное механическое воздействие.

Удобоукладываемость бетонных смесей в соответствии с действующими нормативными документами определяется различными способами.

Для подвижных смесей это свойство оценивается по величине осадки (под действием сил тяжести) стандартного конуса из данной смеси. Осадка конуса измеряется в сантиметрах сразу после окончания формования и последующего освобождения бетонного конуса от формы.

Удобоукладываемость жестких бетонных смесей характеризуется временем вибрирования в секундах, необходимым для того, чтобы отформованная в виде конуса стандартных размеров бетонная смесь равномерно распределилась по высоте во внутреннем кольце и внешнем цилиндре специального прибора – технического вискозиметра. При измерении жесткости смеси вискозиметр устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку и жестко закрепляют на ней. Вибрация, создаваемая виброплощадкой, должна иметь частоту 2800…3000 кол/мин и амплитуду 0,35 мм.

Бетонные смеси в зависимости от консистенции характеризуются марками по удобоукладываемости, приведенными в табл. 1.

По удобоукладываемости бетонные смеси условно разделяют на пять групп: особо жесткие, показатель жесткости которых более 200 с; жесткие, имеющие показатель жесткости 30…200 с; малоподвижные – с жесткостью 15…25 с и осадкой конуса 1…3 см; подвижные – с осадкой конуса 4…15 см и литые, когда осадка конуса превышает 15 см.

Таблица 1

Смеси бетонные по сохранению удобоукладываемости делят на группы, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Выбор величины удобоукладываемости (подвижности и жесткости) бетонной смеси производится в зависимости от формы, вида и назначения изготовляемого изделия, а также от принятого способа уплотнения смеси при его формовании.

Жесткие бетонные смеси по сравнению с подвижными имеют значительные преимущества. Например, первые в результате более компактного размещения зерен заполнителя для получения бетона заданной прочности требуют меньшего количества цементного теста, а, следовательно, и цемента. При одинаковом расходе цемента бетоны, приготовленные из жестких смесей, характеризуются быстрым набором прочности в начальные сроки твердения и несколько повышенной конечной прочностью. Из жестких смесей (при надлежащем уплотнении) получаются более плотные, долговечные и водонепроницаемые бетоны.

Жесткие бетонные смеси, отличающиеся повышенной структурной прочностью, позволяют производить распалубку изделий сразу после окончания их формования. Однако применение жестких смесей вызывает технологические трудности, так как необходимо более точное дозирование воды и цемента, более тщательное перемешивание, а также обеспечение эффективных методов уплотнения бетонной смеси при формовании изделий.

Однородность бетонной смеси достигается путем выбора рационального соотношения ее компонентов и обеспечения оптимального режима перемешивания. Смесь признается однородной, если любая ее проба, взятая в достаточно большом объеме (не менее чем в 5 раз превосходящем максимальный размер крупного заполнителя), имеет один и тот же постоянный состав.

Связность бетонной смеси характеризует способность ее формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслоения. Связность смеси обеспечивается правильным выбором содержания вяжущего и мелкого заполнителя, оптимальным соотношением фракций крупного заполнителя, а также надлежащим перемешиванием смеси.

Однородность и связность бетонной смеси должны сохраняться при ее транспортировании, перегрузках, укладке и уплотнении в бетонируемом изделии.

Водоудерживающая способность указывает на свойство бетонной смеси удерживать содержащуюся в ней воду без ее выделения на поверхность изделия и на границе между цементным тестом и крупным заполнителем. Необходимая водоудерживающая способность достигается ограничением количества воды в смеси, а для очень подвижных смесей – введением тонкодисперсных составляющих (мелких фракций заполнителя и тонкомолотых добавок) и поверхностно-активных веществ.

Основными факторами, влияющими на свойства бетонной смеси, являются водосодержание, вид и содержание цемента, содержание и качество заполнителей, наличие поверхностно-активных веществ, а также предварительное выдерживание и виброактивация смеси.

Водосодержание оказывает существенное влияние на свойства бетонной смеси, а затем и на формирование структуры бетона. Смесь с малым водосодержанием обладает способностью при весьма интенсивном уплотнении создавать бетоны с наиболее плотной структурой.

При увеличении водосодержания бетонной смеси сверх оптимального вода сначала заполняет крупные капилляры и межзерновые пространства, а затем приобретает способность перемещаться под действием сил тяжести. Смесь с избытком свободной воды характеризуется наличием некоторой раздвижки твердых частиц и утолщенными водными оболочками на их поверхности; при этом она приобретает достаточную подвижность и сохраняет необходимую связность, а также нерасслаиваемость.

Максимальное количество воды, при котором отсутствует водоотделение смеси, называют ее водоудерживающей способностью. Оно зависит в значительной степени от водоудерживающей способности вяжущего и тонкомолотых добавок.

Если содержание воды в бетонной смеси превысит указанное количество, то она начинает отделяться из смеси, и последняя расслаивается. Водоотделение прежде всего возникает в результате различия в размерах и плотности отдельных составляющих бетонной смеси. При малой вязкости цементно-песчаного раствора в первую очередь оседают крупные зерна заполнителя, что можно обнаружить глазом, а затем более мелкие зерна крупного заполнителя и песка.

Избыточная (несвязанная) вода, как наиболее легкий компонент смеси, оттесняется вверх и насыщает при этом верхние слои бетона изделий, приводя к снижению их плотности, а следовательно, прочности и долговечности.

Водопотребностью бетонной смеси называют то количество воды, которое необходимо для получения смеси заданной подвижности или жесткости. Водопотребность смеси выражается в процентах от веса ее сухих компонентов или в литрах на 1 м3 бетонной смеси. Водопотребность, зависящая от качества исходных составляющих смеси и их соотношения, имеет большое значение для технологии бетона, так как завышенное количество воды в смеси наряду с перерасходом цемента неизбежно приводит к снижению прочности и долговечности бетона.

Вид и содержание цемента оказывают определенное влияние на свойства бетонной смеси. Так, подвижность смеси при одном и том же водосодержании зависит от вида цемента и содержания в нем минеральных добавок. Например, пуццолановый или шлакопортландцемент по сравнению с портландцементом создает более вязкое тесто, и для получения смеси с заданной подвижностью воды требуется несколько больше.

О степени влияния вида вяжущего на свойства смеси можно с достаточным основанием судить по его минералогическому составу, количеству тонкомолотых добавок, тонкости помола и др. Нормальная густота цементного теста как бы суммирует все параметры, которые устанавливают степень влияния цемента на водопотребность смеси.

При одном и том же водосодержании величина расхода цемента в пределах 250…400 кг/м3 существенно не влияет на удобоукладываемость бетонной смеси. При увеличении расхода цемента свыше 400 кг/м3 заметно возрастает вязкость цементного теста, снижающая удобоукладываемость смеси, для сохранения постоянства которой необходимо снова повышать ее водосодержание.

Дальнейшее повышение расхода цемента сверх 500…550 кг/м3 вызывает настолько большое увеличение водопотребности смеси, что увеличение расхода цемента фактически не позволяет снизить В/Ц и повысить тем самым прочность бетона.

При выборе вида цемента следует учитывать вид применяемого бетона, его назначение, характер воздействия окружающей среды на бетон в строительном сооружении, размеры строительной конструкции. Рекомендации по выбору вида цемента для различных условий работы конструкций приведены в .

Содержание и качество заполнителя. Ввиду того, что основным компонентом бетонной смеси является заполнитель (крупный и мелкий), его крупность, зерновой состав, строение поверхности зерен и другие качественные характеристики оказывают существенное влияние на свойства смеси.

Следует учитывать, что увеличение крупности заполнителя снижает на 10…15 % водопотребность смеси. Кроме того, на величину последней значительно влияет форма и характер поверхности зерен крупного заполнителя. Например, окатанная форма и гладкая поверхность зерен (гравия) способствуют уменьшению трения между ними, в результате чего водопотребность такой бетонной смеси на 5…15 % меньше, чем у смеси на угловатом щебне, при той же подвижности. Следует также принимать во внимание водопоглощение крупного заполнителя, так как оно значительно увеличивает водопотребность смеси.

Содержание песка в смеси заполнителей нужно назначать с учетом вида, наибольшей крупности зерен и пустотности крупного заполнителя и проверять экспериментальным путем. Следует иметь в виду, что для каждой бетонной смеси имеется оптимальное, с точки зрения расхода цемента и воды, содержание песка в смеси заполнителей.

При малом содержании песка количество цементного раствора оказывается недостаточным для получения связной бетонной смеси; кроме того, за счет расслоения смеси удобоукладываемость значительно снижается. В данном случае приходится увеличивать водосодержание смеси, вводя дополнительное количество воды и цемента. В том случае, когда содержание песка начинает превышать его оптимальное количество, жесткость бетонной смеси возрастает, увеличивая ее водопотребность.

За оптимальное следует принимать такое содержание песка, которое не вызывает расслоения бетонной смеси. Оно тем меньше, чем выше расход цемента и ниже удобоукладываемость смеси, выше предельная крупность заполнителя, меньше его пустотность и удельная поверхность.

При наличии нескольких разновидностей песков предпочтение следует отдавать крупным и средним, так как водопотребность бетонной смеси, приготовляемой на мелком песке, повышенная. Наличие в песке пылевидных или глинистых частиц тоже влечет за собой увеличение водопотребности смеси.

Песок для бетона должен отвечать требованиям действующей нормативной документации.

Допускается после соответствующих испытаний и технико-экономических обоснований применять более мелкие пески, песок из отсевов дробления породы на щебень, золошлаковую смесь из отвалов тепловых электростанций, дробленый шлак, удаляемый из топок котлов после гидравлической обработки, и другие пески при наличии на них нормативных документов.

Крупный заполнитель для бетона должен отвечать требованиям действующей нормативной документации.

Пластифицирующие и воздухововлекающие добавки.Для регулирования свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента и энергетических затрат при выдерживании конструкций следует применять химические добавки в соответствии с требованиями нормативных документов на добавки.

Учеными установлено, что поверхностно-активные добавки, обычно вводимые в небольших количествах (0,05…0,3 % от веса цемента), оказывают существенное влияние на свойства растворов и бетонных смесей. Эти добавки могут быть разделены на две основные группы: пластифицирующие и воздухововлекающие (микропенообразующие).

К пластифицирующим добавкам прежде всего следует отнести сульфитно-спиртовую барду (ССБ). Под действием добавки ССБ увеличивается удобоукладываемость бетонной смеси; при постоянной удобоукладываемости уменьшается на 10…12 % водопотребность бетонной смеси, что, в свою очередь, дает возможность сократить расход цемента. Сохранение заданной удобоукладываемости бетонной смеси при сниженном расходе воды придает пластифицированным этой добавкой бетонам повышенную плотность и как следствие улучшает их морозостойкость и водонепроницаемость.

К воздухововлекающим (микропенообразующим) добавкам относятся омыленный древесный пек (ЦНИИПС-1), омыленная абиетиновая смола (абиетат натрия – СНВ), микропенообразователь БС, мылонафт, гидролизованная кровь.

Добавки этой группы снижают поверхностное натяжение водных пленок на поверхности зерен цемента и мелкого заполнителя, что при интенсивном перемешивании способствует вовлечению в бетонную смесь мельчайших пузырьков воздуха. При этом уменьшается водопотребность бетонной смеси и увеличивается ее подвижность.

Особенно целесообразно применять такие добавки при приготовлении жестких бетонных смесей на пористых заполнителях, которые, кроме улучшения удобоукладываемости бетонной смеси за счет вовлечения воздуха, уменьшают объемный вес затвердевшего бетона и улучшают его теплотехнические свойства. Кроме того, создание в затвердевшем бетоне с помощью воздухововлекающих добавок некоторого количества равномерно распределенных воздушных пор повышает морозостойкость затвердевшего бетона.

Однако надо учитывать и то, что введение поверхностно-активных добавок при приготовлении бетонных смесей не всегда дает положительные результаты. В связи с тем, что такие добавки имеют органическое происхождение, они замедляют развитие гидратационных процессов в цементе; а это приводит к некоторому торможению набора прочности бетона в раннем возрасте, а вследствие значительного вовлечения воздуха – к некоторому снижению прочности бетона.

Путем правильного выбора вида добавки, ее количества, а также различной длительности перемешивания бетонной смеси можно регулировать и вовлечение воздуха и создавать бетоны с требуемыми свойствами.

Выбор добавок необходимо производить в соответствии с требованиями СТБ 1112, П1-99 к СНиП 3.09.01-85 «Применение добавок в бетоне» и Рекомендаций по применению соответствующих химических добавок.

Предварительное выдерживание бетонной смеси. По условиям технологии производства изделий бетонная смесь может некоторое время после приготовления выдерживаться в специальных емкостях, а затем уже укладываться в формы и уплотняться.

С увеличением продолжительности выдерживания смеси до укладки подвижность ее уменьшается, а прочность бетона несколько увеличивается. Величина снижения подвижности смеси и увеличение прочности бетона зависят от состава бетонной смеси, вида применяемого цемента, температуры и влажности окружающей среды и других факторов. Потеря подвижности смеси при ее выдерживании вызывается прежде всего адсорбцией воды цементными зернами, поглощением заполнителями части воды, а также частичным ее испарением.

В период предварительного выдерживания бетонной смеси вода проникает в глубь цементных зерен и вступает во взаимодействие с ними. Это, в свою очередь, благоприятно отражается на процессах структурообразования цементного камня и повышает прочность бетона.

Следует учитывать, что удобоукладываемость применяемых в заводских условиях малоподвижных смесей в результате продолжительного их выдерживания снижается, что может быть возмещено увеличением длительности вибрирования; однако для жестких смесей такой прием не всегда дает возможность после длительного выдерживания получить требуемое уплотнение бетона. Поэтому жесткие бетонные смеси не следует перед укладкой выдерживать.

Виброобработка бетонных смесей. Малоподвижные и жесткие смеси, как указывалось выше, под воздействием периодически повторяющихся импульсов разжижаются, приобретая свойства вязких жидкостей. Однако вибрационное воздействие не только может привести к тиксотропному разжижению смеси, но и оказать существенное влияние на ряд технологических свойств ее и бетона.

Все большее применение находит сухая строительная смесь (ССС) – смесь вяжущего, заполнителя, добавок, пигментов, отдозированных и перемешанных на заводе, и затворяемая водой перед употреблением. Точное дозирование компонентов позволяет получать более высокие технические характеристики готовой продукции по сравнению со смесями, приготовляемыми на строительной площадке. Важным достоинством сухих смесей является возможность целенаправленного добавления в них химических добавок и микронаполнителей, как улучшающих их структуру, так и подготовленных для применения в холодное время года.

Сухие смеси для производства бетонных работ подразделяют на несколько групп. Сухие бетонные смеси представляют собой смесь крупного заполнителя с фракциями до 20 мм, песка, вяжущего и добавок. На упаковке таких смесей, в частности в зависимости от максимальной крупности заполнителя, даны показания по оптимальной области применения – каркас здания, заделка стыков, устройство полов и т.д.

Мелкозернистый бетон наиболее удобен для монтажных, ремонтных работ, устройства стяжек, работ при отрицательных температурах.

Морозостойкие бетонные смеси разработаны специально для производства работ в зимнее время. Такие смеси имеют в составе специальные добавки, позволяющие свежеуложенному бетону продолжать набирать прочность при понижении температуры до минус 15 °С.

Смеси для замоноличивания применимы для заделки фундаментов, стыков элементов, в том числе колонн в фундаментах, в основном тогда, когда необходимы высокая прочность, хорошие реологические характеристики смесей и быстрый набор прочности.