Что такое бетон и его виды : описание и особености, фото

Бетон в строительстве: виды, выбор, применение

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

Применение бетона в строительстве

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

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

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

Виды бетонных смесей

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

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

Бетон так же классифицируют на виды согласно его плотности:

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

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

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

Критерии выбора бетона для строительства

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

• Стоит обратить внимание на такие свойства бетонной смеси, как способность заполнять форму и уровень уплотнения. Разные строительные сферы применения предполагают разный уровень этих показателей. Интенсивность уплотнения напрямую зависит от метода образования бетонной смеси и дополнительных компонентов. В зависимости от этого различают подвижные и жесткие смеси из бетона.
• Следующий критерий, на который стоит обратить внимание – это прочность. Разные бетонные смеси имеют различную прочность, в зависимости от состава смеси. От прочности материла напрямую зависят важные свойства, такие как морозостойкость. Если вам необходимо получить высокий показатель морозостойкости, то следует выбирать бетоны с плотной структурой.

• Профессионалы рекомендуют учитывать и другие важные пункты при выборе материала, такие как коррозиестойкость и огнестойкость бетонов.
• Нельзя упускать из вида такие свойства материала, как расширение и усадка бетона. Чтобы избежать разрушения конструкции и образования трещин, нужно учитывать процесс отвердевания бетонов. Он всегда сопровождается усадками, а во влажной среде даже разбуханием. Чтобы этого избежать рекомендуется использовать безусадочные цементы.

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

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.

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, —

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.

В роли вяжущего при производстве классического бетона используют

• портландцемент;
• шлакопортландцемент;
• пуццолановый 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

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

• М100 — 1 кг цемента, 7 кг щебня, 4,6 кг песка;
• М200 — 1 кг цемента, 4,8 кг щебня, 2,8 кг песка;
• М300 — 1 кг цемента, 3,7 кг щебня, 1,9 кг песка;
• М450 — 1 кг цемента, 2,5 кг щебня, 1,1 кг песка.

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.

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

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

Условия твердения

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.

Разновидности бетонов и их классификация

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

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

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

Бетон – что это?

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

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

Классификация бетона

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

По назначению

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

По типу вяжущего

В качестве связывающего вещества в бетонах могут быть использованы:

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

По типу заполнителей

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

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

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

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

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

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

По структуре

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

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

По условиям отвердевания

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

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

Типы бетона по количеству наполнителей и вяжущим веществам

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

Виды добавок

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

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

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

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

Для прочности добавляют хлористый кальций, мыльные растворы, фиброволокна.

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

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

Маркировка

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

Буквенно-цифровые обозначения и их расшифровка

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

Пример: БСМ В25 П1 F200 W4

Расшифровка буквенно-цифрового индекса:

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

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

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

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

Характеристики и разновидности бетона

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/м 3 . 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/м 3 . Для изготовления этих смесей применяются заполнители из горных пород. Среди них: известняк, гранит, диабаз;
• особо тяжелый. Больше 2500 кг/м 3 . 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/см 2 . 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

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.

Бетоны: обширное семейство

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

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

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

К разновидностям цементных бетонов относят:

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

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

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

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

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

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

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

Бетонные конструкции

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

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

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

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

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

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

Ячеистые новации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Мнение специалиста

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

Виды, названия и классификация бетонных смесей

Даже специалисты по строительству иногда не могут перечислить все виды бетона. Основные типы этого строительного материала включают в себя не более 40 разновидностей. Можно классифицировать и систематизировать бетоносмесь относительно ее составляющих. Однако стоит также учесть, что этот стройматериал можно разделить по типам производства, цели и месту использования.

Основная информация

Обычный бетон содержит в себе цемент в качестве основного связующего вещества. Еще одним составляющим, без которого нельзя изготовить бетонную смесь, является простая вода. Чтобы повлиять на консистенцию и прочие свойства, к смеси добавляются другие бетонные примеси. Полная сушка материала может произойти только после затвердевания.

Общая классификация

Виды бетонов и их свойства будут различаться в зависимости от состава, консистенции и свежеуложенности смеси.

Смесь, в которой цементная паста еще отсутствует, называется свежей. Во время добавления этого ингредиента стройматериал называется молодым или зеленым. После того как цементная паста будет окончательно добавлена, полученная смесь называется закаленной бетоносмесью.

Состав смеси определяется многими параметрами. Основные из них — это класс прочности и условия окружающей среды. В обычной бетонной смеси класса прочности С25/30 один кубический метр содержит:

• 285 кг цемента;
• 200 л воды;
• 1900 кг заполнителя.

Это соответствует соотношению смешивания 1:0,6:7.

Консистенция и прочность

Консистенцию свежей бетоносмеси следует выбирать таким образом, чтобы ее можно было без проблем транспортировать и укладывать, не прибегая к сегрегации. Основным свойством этого стройматериала является технологичность. Свежая консистенция должна быть определена до начала строительства и соблюдена во время всего процесса работы. По мере увеличения текучести бетоносмесь становится дороже. При откачивании бетонной смеси консистенция ее должна быть похожа на жидкий пластик.

Прочность на сжатие является одним из важнейших свойств. DIN 1045−1: 2001−07 для армирования железобетонных конструкций обусловливает оценку испытанием через 28 дней на кубиках длиной 15 см (кубики для испытаний) или цилиндрах длиной 30 см с диаметром 15 см.

На основе определенной прочности на сжатие бетонная смесь может быть отнесена к определенным классам прочности. С12/15 имеет характерную прочность на сжатие цилиндра 12 Н/мм² и характерную прочность на сжатие куба 15 Н/мм². В рамках гармонизации европейских стандартов эти конкретные классы прочности в настоящее время стандартизируются по всей Европе.

Типы в зависимости от производства

Классификация бетона может базироваться не только на типе основных компонентов раствора и характеристиках, но и учитывать сферу использования материала. В зависимости от типа производства и места применения разновидности бетона и их свойства принято делить следующим образом:

Монолитный бетон — бетоносмесь, которая обрабатывается непосредственно на строительной площадке и там же используется для опалубки. Смесь на место строительства либо доставляется в готовом виде, либо производится уже там. После заполнения опалубки бетонная смесь на месте должна быть уплотнена, то есть следует удалить все имеющиеся воздушные пузырьки с помощью специальных вибрационных машин.

Торкрет. Бетон, который подается сжатым воздухом в трубах или шлангах к распылительному соплу, где он наносится листовым способом и тем самым сжимается одновременно. Этот процесс бетонирования особенно важен при туннелировании, закреплении открытых пород или неконсолидированных горных пород, а также при восстановлении и укреплении бетонных и железобетонных конструкций.

Подводный бетон — это строительный материал, установленный под водой. Для предотвращения выделения составляющих компонентов из смеси необходимы специальные методы бетонирования, такие как использование фиксированных бункеров (метод подрядчика). Бетоносмеси должны иметь хорошую фиксацию и обрабатываемость. Для этого содержание цемента должно составлять не менее 350 кг/м3. Подводная бетоносмесь используется в качестве барьерного слоя для плит перекрытия, особенно в стенах диафрагмы и грунтовых водах.

Пробитый — это бетон, который уплотняется быстро вращающейся стальной опалубкой. Это приводит к уменьшению содержания цемента до 0,3 и, следовательно, к получению плотного и очень твердого состава. Трубы, мачты и сваи устанавливаются с использованием этой бетоносмеси.

Вакуумный. Подразумевается процесс, в котором генерируются вакуумный насос и всасывающие коврики. В результате часть воды, не требуемой для гидратации, удаляется из свежего бетона. Благодаря специальной обработке свежей бетоносмеси уменьшается растрескивание при усадке. Это приводит к более плотным и износостойким бетонным поверхностям. Кроме того, этот метод обеспечивает высокую прочность, позволяет раннее использование поверхности и придает бетону большую устойчивость к морозу.

Стяжка-бетон​. Смесь бетонных конструкций представляет собой специальный бетон для производства слоев пола в зданиях. Она отвечает специальным требованиям, благодаря которым путем ограничения размера зернистости элементов могут быть получены тонкие слои толщиной в несколько сантиметров с хорошими поверхностными свойствами.

Читайте также:

Устройство и монтаж перегородок, стен, потолков и ниш из ГКЛ

Газобетон (газированный бетон) — это минеральный материал, который производится путем химического вспенивания раствора. Суспензия щелочного раствора реагирует с газообразными порошками из неблагородных металлов, например, с алюминием. Аэрированный бетон практически не содержит агрегатов. Перед отверждением блоки разрезаются на стеновые элементы, изоляционные части или камни. Газобетон имеет низкую прочность и теплопроводность из-за незначительной объемной плотности. Компоненты из автоклавного газобетона, например, железобетон, могут содержать армирование для поглощения растягивающих сил.

Фибробетон. Волокна добавляются к бетону для повышения прочности при разрыве и, следовательно, для предотвращения разрушения и растрескивания. Они встроены в некую матрицу (цементный камень) и действуют как подкрепление. При более высоких растягивающих напряжениях в бетоносмеси возникают трещины. Благодаря волокнистому бетону эти повреждения становятся более узкими и, следовательно, безвредными.

Стеклянный. Можно использовать короткие или длинные волокна, вставленные в направлении растяжения. Длинные волокна обычно применяются в виде стекловолоконных текстильных материй.

Полимерный (ПК). В отличие от обычной, полимерная смесь содержит полимер (пластик) в качестве связующего вещества. Цемент используется в полимерной бетоносмеси только в качестве наполнителя, так как расширение агрегата внутри не предполагает никакого связующего эффекта. Полимерный бетон в основном используется для обновления каких-либо элементов. Из-за короткого времени отверждения полимеров (менее одного дня) на дорогах и мостах можно избежать длительных пробок в период ремонтных работ.

Хрустальный (дренажный). Очищенный бетон содержит в себе зернистые гранулы, а также цемент и воду. Отличается смесь отличной морозостойкостью. Хрустальная бетоносмесь используется в дорожном строительстве, при размещении бордюров и т. д. Сегодня она часто производится с использованием полимерных связующих.

Асфальтобетон — это название, характерное для смеси битума и заполнителя.

Минеральный бетон представляет собой высокоплотную минеральную смесь с высоким показателем зернистости. Минеральная смесь является высокопрочным строительным материалом без связующего элемента. Чаще всего используется в строительстве тротуаров.

Голубой бетон — особенно устойчивый тип строительного материала, который использовался до и во время Второй мировой войны для изготовления бункеров.

Для бетонной площадки используется смесь, которая производится непосредственно на стройплощадках. В основном это распространено на участках, где требуется большое количество бетоносмеси. Одним из примеров использования такого материала является строительная площадка вокруг Потсдамской площади в Берлине. В течение многих лет там наблюдался большой спрос на бетоносмесь для жилых и административных зданий, туннелей, дорог, метро и железнодорожных станций. Бетонные заводы строительной площадки представляют все классы прочности бетоносмеси.

Также бетоносмесь бывает заводского производства. Изготавливается она непосредственно на стационарном бетонном заводе, после чего ее подают с помощью бетоносмесительного транспортного средства на строительные площадки.

Другое название товарного бетона — готовый бетон. Производство его указано в Европейском стандарте EN 206.

Новейшие разработки

Можно выделить также и новые виды бетона. Названия современных разновидностей материала выглядят следующим образом:

1. Самоуплотняющийся. С помощью определенных смесей или примесей можно производить бетон, который не требует перемешивания. Эта бетоносмесь называется SVB или SCC (Self-Compacting Concrete).
2. Высокопрочный. Производится с применением цементов с высокой прочностью сжатия, а также с очень мелкими добавками.
3. Сверхвысокопрочный бетон (UHFB) известен во всем мире. Он достигает прочности сжатия до более 200 МПа. Этот материал смешан с волокнами. Его прочность на растяжение составляет 15, прочность на изгиб — до 45 МПа.
4. Инфракрасный или сверхлегкий. При сухой насыпной плотности не более 800 кг/м³ говорят об инфракрасной или сверхлегкой бетоносмеси. Нижний предел веса для этого типа в настоящее время составляет около 350 кг/м³. Низкая плотность обусловлена ​​специальным производством, различными легкими бетонными заполнителями и микроструктурой смеси. Прочность на сжатие настолько мала, что материал нельзя использовать в качестве конструкционного бетона. Основные преимущества этой бетоносмеси в дополнение к малой массе заключаются в низкой теплопроводности.
5. Прозрачный. Вставив оптические волокна, венгерский ученый Арон Лосончи смог изготовить полупрозрачные бетонные элементы. Полученная смесь имеет содержание стекловолокна 3—5%. Почти без потерь через оптические волокна светопроводимость позволяет видеть свет, тени или даже цвета при толщине стенок до двадцати метров. В отличие от фибробетона или текстильного армированного бетона, используются здесь оптические волокна, которые позволяют производить передачу света.
6. Бумажный бетон — это строительный материал, который имеет легкий вес и обладает высокой прочностью. Для изготовления могут также использоваться другие отходы переработки волокон и металла.
7. Стеклянный пенобетон или бетон Vetrocell — это бетонная смесь, в которой вместо песка и гравия используется стеклянная пена. Строительный материал твердый, но при этом очень легкий. Стеклянная пена также обладает очень хорошими теплоизоляционными свойствами. Ее прочность на сжатие составляет от 8 до 47 МПа, плотность — от 800 до 1600 кг/м³ и теплопроводность — от 0,12 до 0,38 Вт/(м·K).

Разнообразные таблицы с техническими характеристиками бетонов не дают полного представления о возможностях их использования в строительстве. Поэтому прежде чем выбирать такие материалы, необходимо изучать описание их эксплуатационных свойств и сферу применения.

Бетон: характеристики и свойства

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

Основные компоненты, входящие в состав

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

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

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

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

Свойства

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

Прочность

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

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

На прочность также влияют характеристики цемента и каменного заполнителя.

Плотность

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

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

Тяжелый бетон

Чем больше плотность, тем выше прочность.

Структура

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

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

Ячеистый бетон

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

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

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

Масса кубометра зависит от прочности и плотности сырья.

Водостойкость

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

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

Морозостойкость

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

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

Теплопроводность

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

Пропорции разных марок

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

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

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

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

Требования к цементам

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

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

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

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

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

Области применения

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

Для наружных работ

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

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

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

Для внутренних работ

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

Выделяют несколько видов бетона для внутреннего применения:

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

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

Приготовление

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

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

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

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

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

Как правильно замесить

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

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.