Бетонная смесь, ее характеристики и сферы использования

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.

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:

(4 части);
• вода (0,5 части); (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.

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.

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.

Классификация бетона по назначению и области применения

Классификация бетона может базироваться не только на типе основных компонентов раствора и характеристиках, но и учитывать сферу его использования. Для тех, кто не слишком хорошо разбирается в химии строительных смесей, это наиболее удобный способ определиться с материалом, который подойдет для конкретного вида работ. Только после этого стоит переходить к поиску марки с требуемыми техническими параметрами.

Основное разделение бетонов предусматривает всего два его типа: общестроительный и специальный. Отдельной строкой идут легкие пористые материалы, чья сфера применения напрямую зависит от показателей плотности. При этом одни и те же марки бетона зачастую можно встретить сразу в нескольких группах по назначению, так что эту особенность всегда следует учитывать и при выборе ориентироваться не только на прочность.

Общестроительный бетон

Самая большая группа стройматериалов, в которую входят все виды смесей и готовых изделий, широко применяемых в разных сферах гражданского строительства, а также для производства ЖБИ. Из них отливают фундаменты, возводят стены, формируют балки, перекрытия и колонны. При выборе составов для конкретных условий необходимо обращать внимание на марки, которые характеризуют бетон по плотности, прочности, а также морозостойкости и показателям водонепроницаемости после застывания.

На прочность монолита указывают цифры после букв «М» или «В». В первом случае данные приводятся в единицах кГс/см2. И хотя подобная классификация считается недостаточно точной и морально устаревшей, ей до сих пор активно пользуются. Во втором варианте значения указываются в МПа, и это уже не усредненные цифры с разрешенной ГОСТом погрешностью, а гарантированная прочность. По этим простым записям легко определить характеристики смесей без каких-либо таблиц и справочников.

Разные виды марок бетона находят свое применение в строительстве:

• М100 – чаще всего используется для подбетонки. В подготовительных работах нужны недорогие жидкие растворы с невысокими показателями прочности и плотности. Все что требуется от таких смесей – сцепить вместе зерна песчано-гравийной подушки, препятствуя их расползанию под нагрузкой.
• М150 – этот состав покрепче, поэтому он востребован в изготовлении тротуаров, отмостки, цементной стяжки и небольших по величине ЖБИ.
• М200 – популярный среди частников вид бетона обладает достаточной прочностью, чтобы подбираться для небольших фундаментов и стен в малоэтажном строительстве.
• М250 – востребован при изготовлении лестничных маршей, а также большинства опорных и несущих конструкций.
• М300 – самое широкое применение бетона в строительстве именно у этой марки. Ее можно использовать практически в любых работах: от возведения фундамента до отливки монолитных стен и перекрытий.
• М350 – достаточно прочный бетон, чтобы делать из него конструкции, воспринимающие повышенные нагрузки (колонны, балки).

Применение прочих марок от М400 и выше лежит уже в профессиональной сфере, поскольку их характеристики больше подходят для различных конструкций специального назначения: от чаш бассейнов и тоннелей до мостов и дамб.

Помимо прочности классификация общестроительных бетонов учитывает и другие их свойства. Например, морозостойкость не только определяет сферу использования монолита, но и его долговечность:

• F15 – годится для внутренних работ (заливка стяжки пола, возведение перегородок).
• F25 – минимальный показатель для строительства внешних стен отапливаемых зданий.
• F50 и выше – такой бетон для фундамента в самый раз, поскольку сезонное промерзание и оттаивание почвы неизбежно окажет на него термическое воздействие. Причем в северных районах этот показатель должен быть еще больше.

Класс водонепроницаемости имеет особое значение при выборе стройматериалов для устройства ливневых лотков, чаш бассейнов или купелей, а также питьевых и септических колодцев. Он обозначается марками от W2 до W20 и указывает на давление водяного столба, которое может выдержать бетон (единицы измерения – атм·10 -1 ).

Также существует разделение монолитов по плотности (литера D). От нее отчасти зависит прочность бетона, а значит, и возможности его применения. Тяжелые разновидности от D2000-D2500 кг/м3 используются для возведения ответственных конструкций, облегченные – для общестроительных работ. Легкие изделия до D1200 кг/м3 идут в основном как теплоизоляционные материалы, поскольку обладают невысокой несущей способностью, едва дотягивающей до марочной прочности М50-М75.

Специальный

Здесь разновидности бетона столь же многочисленны, сколь и сама сфера применения этого строительного материала. Рассмотрим наиболее распространенные из них:

• Жаростойкий бетон.

Изготавливается из тонкоизмельченных компонентов с повышенным содержанием активного кремнезема либо глинозема. Отлично работает при серьезных перепадах температур и длительном нагреве до +700-1700 °С (в зависимости от собственных огнеупорных свойств минеральных заполнителей). Используется в строительстве ТЭС и металлургических цехов, а также промышленных печей. Обладает хорошими прочностными показателями и имеет марку не ниже М250, но подвержен кислотной коррозии.

• Гидротехнический.

Морозостойкий (до F300) вид бетона с минимальной водопроницаемостью. Применяется в производстве элементов канализационных и дренажных систем, плотин и некоторых подземных сооружений. Традиционно делится на дополнительные подгруппы: подводный и надводный, а также бетон переменного уровня. Все они работают в разных условиях среды, а потому отличаются по составу и характеристикам.

К этой группе бетонов относятся атмосферостойкие смеси высокой прочности. Они используются в качестве дорожного покрытия, для обустройства промышленных площадок с интенсивной эксплуатацией, а также строительства ВПП (взлетно-посадочных полос).

• Кислотоупорный вид бетона.

Также обладает невысоким водопоглощением за счет добавления в раствор жидкого стекла. Выдерживает нагрев до +1000 °С и обнаруживает стойкость к большинству агрессивных сред, кроме щелочей. Нашел широкое применение в отделке объектов химической промышленности. Однако как самостоятельный строительный материал почти не используется из-за относительно невысокой механической прочности, не превышающей В12,5-15.

• Антирадиационный.

Имеет очень высокие показатели сопротивления растяжению и сжатию. Изготавливается на основе ПЦ либо ШПЦ с тяжелыми заполнителями – как правило, металлосодержащими. Мелкофракционными компонентами здесь выступают баритовые руды, дробь из чугуна или свинца. Все это может увеличить марку плотности до D6000.

Существует и другой принцип классификации, который чаще применяют к легким и особо легким разновидностям ячеистых бетонов. Здесь уже все завязано на их плотность (а точнее – пористость). Она характеризует теплоизоляционные свойства искусственного камня и позволяет автоматически разделить на группы такой бетон по назначению:

• D600 кг/м3 и выше – это конструкционные смеси и готовые строительные блоки. Они обладают достаточными показателями прочности, чтобы из них можно было создать не слишком массивную коробку дома в 2-3 этажа. Но их способность сохранять температуру внутри скорее идет как приятный бонус к основным характеристикам и не позволяет полностью отказаться от утепления.
• D400-D600 – так называемые конструкционно-теплоизоляционные материалы, совмещающие в себе весьма среднюю прочность и более достойную энергоэффективность. Любой вид бетона с такими значениями плотности годится для строительства внутренних перегородок, но с осторожностью должен применяться при возведении даже малонагруженных ограждающих стен.
• До D300-D400 – теплоизоляционные составы и изделия с высокими показателями пористости могут использоваться только в самонесущих и ненагружаемых конструкциях. Их главное назначение – сокращение энергопотерь через основные стены. Выпускаются в виде крупных и легких блоков, которые подходят для утепления многослойной кладки.

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 в строительстве, где применяется и какие технологии существуют

Бетон это смесь таких материалов как цемент, щебень, песок и вода. Смешав эти компоненты можно получить надежный и долговечный материал, который применяется в строительстве практически везде.

Невозможно в наши дни представить себе постройку без использования бетона или изделий из него. Даже деревянные дома стоят на бетонном фундаменте. Список преимуществ этого материала огромен, основные: прочность, долговечность, низкая теплопроводность, влагоустойчивость, пожаробезопасность, универсальность и тд.

Состав бетона и чем он отличается от раствора

Бетонную смесь нужно готовить непосредственно перед использованием, так как она затвердевает и превращается в бетон. Марка бетона обозначается буквой «М», например М200. чем ниже это показатель тем прочнее смесь получится при застывании.

Это могут делать специализированные заводы в промышленных масштабах или бригада рабочих на строительной площадке, все зависит от количества необходимого материала. Он состоит из:

• Цемент, связующее вещество.
• Песок*, наполнитель для смеси.
• Щебень различной фракции, заполнитель, который придает твердости застывшей смеси.
• Вода, реагент (растворитель), делающий смесь пластичной и позволяющий ей равномерно затвердеть.
• Различные добавки (топинговые, пластификаторы, морозостойкие и тд.).

*Также существуют и другие виды наполнителей — это отходы некоторой промышленности (шлаки) или специально созданные материалы из природных компонентов (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.). Также, в современном бетоне, не редко применяются химические заполнители (полистирол).

Именно наличие в смеси щебня является основным ее отличием от цементного раствора, без него называть бетон именно бетоном нельзя.

Выбор цемента

От марки цемента зависит прочность всей смеси, при условии правильного приготовления. Чем выше марка цемента, обозначение буквой «М», тем больше будет прочность бетонной конструкции.

В отличии от раствора, где на цементе можно не значительно сэкономить, с бетоном шутить нельзя, так как на него возложены все основные нагрузки здания, поэтому нужно строго соблюдать установленным нормам, они приведены в таблице ниже.

Давайте рассмотрим соотношение компонентов бетона разных марок на 1м кубический. Используется цемент м400.

Как видно с таблицы, что бы получить более прочный бетон, можно использовать одну марку цемента, при этом увеличивая его количество в соотношении с вяжущим веществом, в данном случаи с песком. При этом количество щебня и воды практически одинаковые.

Выбор щебня, какая фракция нам нужна

Щебень в данном случае играет роль заполнителя, материала создающего плотности всей застывшей смеси. В результате твердость увеличивается, так как твердость щебня выше твердости всех остальных компонентов.

Выбираю фракцию (размер) стоит учитывать где бетон будет применяться. Например для фундамента или бетонной подушки подойдет большая фракция, 5 см диаметром. Для монолитных работ используют более мелкую, 2-3 см., в этом случае получается более гладкая поверхность. Количество наполнителя составляет 450 кг/м3 готовой смеси.

Применение бетона в строительстве

Этот материал чаще всего используют для монолитного строительства, его заливают в опалубку, укрепляя состав арматурной сеткой. Такие конструкции называют железобетонными и на сегодняшний день они считаются самыми прочными и долговечными. Также не последнюю роль здесь играет стоимость состава, они достаточно низкая, а также высокая скорость возведения зданий из монолита.

1. Использование в монолитном строительстве. Как происходит строительство монолитного дома. Технология строительства из бетона достаточно проста, устанавливается опалубка нужного элемента здания и заливается смесь. После затвердевания, порядка 3-4 недель, опалубка разбирается, а монолитная конструкция остается. Таким образом возводятся все элементы: стены, перекрытия, колонны и даже шахты лифтов.
2. В частном строительстве он применяется для заливки ленточного фундамента, перегородок над проемами, бетонной подушки или армопояса. Иногда бетон применяют для заливки междуэтажных перекрытий. Так же применяется при возведении домов методом каркастно-монолитной технологии.
3. В дорожном строительстве. Для устройства дорог с повышенной нагрузкой часто применяют именно бетонные составы.

Также часто используют изделия из бетона:

• фундаментные блоки,
• дорожные бетонные блоки,
• плиты перекрытия,
• бетонные балки перекрытия,
• шлакоблоки,
• канализационные кольца,
• колонны и тд.

Использование при строительстве из несъемной опалубки. Бетон заливают в блоки в качестве наполнителя. После застывания он образует прочный и долговечный каркас, а несъемная опалубка будет служить в качестве утеплителя стен. Технология достаточно новая, но уже распространенная. Как правило используют марки М300 -М400, в некоторых случаях М450, если дом будет иметь 2 этажа или более.

Современные виды бетонов

Казалось бы что этот материал нельзя улучшить, однако прогресс не стоит на месте и сейчас уже все чаще используют для строительства домов современные бетонные смеси — легкие бетоны.

Что такое “легкий бетон” и где они нашел свое применение в строительстве? Из название смеси уже понятно что этот материал легче обычного что дают возможность использовать его для заливки больших меж проемных расстояний. Низкий вес дает возможность использовать стандартные виды опалубки, которые просто бы не выдержали нагрузок при использовании обычного бетона.

Он также имеет меньшую теплопроводность, что делает его энергоэффективным материалом.

Новым материалом его назвать нельзя, так как используется достаточно давно, в разных видах. По составу смеси этот вид бетона отличается только наполнителями: это могут быть шлаки, керамзит, химические вещества и тд., подробнее о всех видах заполнителей и их преимуществах можно почитать здесь.

Бетон для транспортного строительства, виды и требования

Дорожный бетон также широко используется в современном мире для устройства дорожных покрытий. Как правило эта технология применяется если использовать асфальт по каким либо причинам нельзя. Например по экологическим требованиям.

Дорога подвергается гораздо большим негативным воздействия, чем например стена дома. Поэтому требования к транспортным (дорожным) бетонам гораздо серьезнее:

• Для нижнего слоя используется марка М300.
• Для верхнего слоя используется марка М400 и выше.

Состав должен соответствовать ГОСТ Р 55224-2012. Также есть требования к компонентам смеси. Диаметр частиц заполнителя (щебня): до 2 см в верхнем слое; до 4 см в нижнем.

Фракция заполнителя влияет на монолитность готовой сырой смеси, их количество не должно превышать 450 кг/м3, а для верхнего слоя – 500 кг/м3. Подвижность бетона не должна превышать 2 см. Для регионов где могут быть низкие температуры добавляют специальные добавки, увеличивающие морозостойкость.

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.

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.

Виды бетона

Бетон – это один из ключевых материалов, применяемых в строительстве. В его состав входят цемент (вяжущее вещество), песок или щебень (наполнитель), вода. Материал применяют для создания конструкций различного назначения и вида. В случае если конструкция будет подвергаться напряжениям на изгиб или растяжение раствор армируют стальными прутками. После отливки конструкции, до полной готовности бетона проходит 28 суток, но работы можно начинать после 7 суток, к этому времени бетон набирает до 70% от проектной прочности.

Цементный раствор

Описание

Этот материал производят путём перемешивания трёх основных составных частей – цемента, песка, щебня и воды. В зависимости от сферы применения его разделяют на несколько марок. Широко применяют раствор М200, который можно изготовить непосредственно на строительной площадке. Его применяют для заливки фундаментных и других железобетонных конструкций.

Специальный состав

Описание

Материал этой группы применяют там, где традиционная смесь не сможет обеспечить предъявляемых требований. К этому классу относят гидротехнические смеси, применяемые при возведении гидротехнических сооружений. Их состав составлен так, что они в течение многих лет успешно противостоят воздействию воды. Дорожные смеси применяют в качестве покрытия дорог. Они обладают повышенной прочностью и износостойкостью. Кроме того, они спокойно переносят перепады температуры. Жаростойкие составы используют там, где рабочая температура лежит в диапазоне от 800 до 1700 градусов.

Силикатный бетон

Описание

Это состав отличается бесцветность. В качестве вяжущего компонента применяют известняки, которые перемешивают с кремнезёмистым составом. При смешении материалы вступают в реакцию между собой, в результате получается вещество под названием гидросиликат кальция. Он связывает наполнитель и получается очень прочный материал. Среди свойств этого материала можно назвать: стойкость к воздействию разнообразных агрессивных веществ. Наличие пор, которые заполнены газом, водой.

Шлакощелочной бетон

Описание

Материал этой группы представляет собой камень, который получают после твердения смеси, состоящей из заполнителей разного размера, перемолотого шлака и щелочной составляющей. Смеси этого класса бывают – конструкционные, теплоизоляционные и комбинированные. Кроме того, их классифицируют по плотности и сфере использования.

Полимерный бетон

Описание

Строительные технологии не стоят на месте и довольно часто на рынке появляются новые материалы, о создании которых никто не мог подумать ещё несколько десятков лет назад. Одна из таких новинок – полимерный раствор. По сути, это смесь полимеров или силикатов. Материалы этого класса обладают рядом положительных качеств, и это позволяет ему превосходить существующие строительные материалы. Одно из них – гигроскопичность.

Гипсовый бетон

Описание

В качестве вяжущего, при изготовлении этого раствора применяют гипс. Такой состав обладает невысоким объёмным весом до 1200 кг на куб. м. Кроме этого, он быстро затвердевает. Если при его изготовлении добавить большее количество воды, то объёмная масса снизится. Заполнителем в таком бетоне можно использовать опилки, шлак, камыш и пр. Этот материал не отличается высокой прочностью и он гигроскопичен. Это налагает ограничения на его применения, влажность не должна превышать 60%.

Ячеистый бетон

Описание

Искусственный материал, изготовленный с использование минеральных вяжущих веществ и кремнезёма. Это одна из марок, которую относят к лёгким видам. Его используют для тепловой изоляции. В частности, с его помощью выполняют утепление ЖБ перекрытий, стен, трубопроводных систем, рабочая температура которых составляет до 400 градусов Цельсия. Высокотемпературная модификация позволяет работать с трубопроводами при температуре до 700 градусов.

Сверхлёгкий и Лёгкий бетон

Описания

Класс материалов, чей объёмный вес меньше чем 2 тыс. кг на кубометр, называют лёгкими. К этому сорту относят бетона с наполнителями из керамзита и пр. Кроме этого, в качестве наполнителя могут быть использованы лёгкая органика, например, арболит. Такие материалы могут быть изготовлены на основе гипса, цемента и пр. Существует исполнение лёгких растворов универсального применения, их прочность превышает 25 МПа.

Тяжёлый и сверхтяжёлый бетон

Описание

Плотность тяжёлых видов лежит в пределах 2500 и более кг на куб. м. При производстве этой марки, в качестве наполнителей применяют – руду, металлолом, барит и пр. Основное применение – это обеспечение радиационной защиты. В частности, его используют при сооружении атомных электростанций и других объектов, которые содержат источники радиации.

Плотный бетон

Описание

Материалы этого класса представляют собой смеси, у которых во внутренней структуре находятся частицы застывшего наполнителя, кроме него там присутствуют пузырьки воздуха, оказавшиеся вовлечёнными туда в процессе приготовления смеси. Кроме этого, в растворе этой марки присутствует и газ, который образуется в процессе добавления различных присадок.

Поризованный бетон

Описание

Так, называют конструкционный материал, который получают перемешивания стандартных компонентов и воздухововлекающих присадок. Они обеспечивают в процесс смешивания повышенной пористости в растворе, которая останется в готовом изделии. Наличие пористости в готовом камне отличает его от лёгкого бетона. Наличие пор приводит к снижению плотности и увеличению теплоизоляционных параметров. Такая технология применима в том случае, если изготовить лёгкий раствор с необходимой плотностью невозможно.

Крупнопористый бетон

Описание

Состав производят из однофракционного гравия, шлакопортландцемента и воды. В его составе нет песка, и это обуславливает получение крупных пор. Кроме этого, он обладает пониженной объёмной массой и низкие показатели теплопроводности. Прочность такого бетона составляет 100 КГС на кубический см. Его применяют для строительства наружных стен в регионах, где много гравия, а других наполнителей для изготовления просто нет.

Конструкционно-теплоизоляционный и конструкционный бетон

Описание

Этот материал применяют для возведения ограждающих и несущих конструкций. К этим составам относят ячеистые, лёгкие и тяжёлые бетоны. В силу своей структуры они могут использоваться и для обеспечения теплоизоляции объектов различного назначения, например, трубопроводов.

Химически-устойчивый бетон

Описание

Конструкции, сооружённые из бетона, так или иначе, подвергаются разрушению под действием воды, различных агрессивных веществ и пр. Качественно улучшить характеристики материала позволяет использование сульфатостойкого цемента. Его применение обеспечивает надёжную защиту бетонных конструкций от действия осадков, в которые часто в той или иной форме входят сульфаты.

Термостойкий бетон

Описание

Бетон такого типа выдерживают температуру в несколько сот градусов. Его производят специального цемента. Его использование приводит к тому, что в процессе его перемешивания, происходят определённые реакции, которые негативно влияют на его параметры. Температура, которую может выдержать такой цемент до 2 000 градусов.

Декоративный бетон

Описание

Этот класс отличается широкой цветовой гаммой. Кроме этого, этот материал может выдерживать нагрузки существенно, большие, чем тот, что применяют для изготовления тротуарной плитки. Он спокойно переносит воздействие кислот и других веществ. Для получения цветов используют специальные пигменты. Такой материал применяют для отделки полов, дорожек и пр.

Железобетон

Описание

Это такой же материал, как и бетон, но его укрепляют каркасом, выполненным из стальных прутьев. Такой материал изготовить существенно сложнее, чем традиционный. Главное, чтобы в его составе присутствовала арматура соответствующего размера и марки стали. Сечение арматуры рассчитывают индивидуально для каждого строения.

Асфальтобетон

Описание

Это искусственный материал, который получают после уплотнения смеси, в которую входят щебень, песка и минерального порошка и битума. Основные технические требования изложены в ГОСТ 9128.

Керамзитобетон

Описание

В состав этого материала кроме, цемента входит керамзит. Керамзит должен иметь размер порядка 5 мм. В состав керамзитобетона входят воздухововлекающие добавки, как правило, для этого используют омыленную древесную смолу. Плотность этого бетона лежит в пределах от 300 до 600 кг на кубический метр.

Перлитобетон

Описание

Это представитель лёгких составов. В качестве наполнителя применяют перлит. Его получают из вулканических пород по технологии обжига. Плотность этого материала составляет от 600 до 1200 кг на кубический метр. Он обладает воздухопроницаемостью, экологической безопасностью и повышенной стойкостью к воздействию пламени.

Туфобетон

Описание

При изготовлении этого вида применяют вулканический туф. Объёмная масса этого материала составляет 1200 – 1800 кг на кубический метр. Его применяют для сооружения стен и производства изделий с низким весом. Он может быть использован для возведения лёгких строительных сооружений.