Высокопрочный бетон, марки, состав и применение

Искусственные строительные материалы прочно вошли в современную строительную отрасль. Яркий тому пример – высокопрочный бетон, отличающийся от традиционных цементных составов техническими и эксплуатационными характеристиками. Изделия из этого материала получаются в разы прочнее, в сравнении с теми, которые изготавливаются из «старых» смесей.
Сооружения отличаются надёжностью, качеством и продолжительным сроком эксплуатации.

Особенности высокопрочного материала

Под понятием высокопрочного бетона подразумеваются в первую очередь мелкозернистые и тяжелые составы М600-1000. Что касается минимального значения прочности на сдавливание, то оно составляет В60, а в некоторых случаях и выше. Высокопрочные составы используются в различных отраслях строительства, независимо от сложности объекта. Рассматриваемый материал позволяет возвести архитектурную конструкцию любого уровня сложности.
В составе высокопрочного бетона присутствуют вещества, эффективно взаимодействующие с надёжными армирующими основами. Это сочетание материалов пользуется огромной популярностью у опытных мастеров, специализирующихся на сооружении железобетонных построек. Железобетонные объекты наборного типа сооружаются на основе бетонов марок М400-500.

Использование более качественных материалов позволит уменьшить итоговую массу постройки, а также уменьшить диаметр разреза. Благодаря такому подходу получаются изделия с подходящими характеристиками и параметрами.

Особенность высокопрочных бетонов состоит в том, что они быстро застывают, благодаря чему повышаются их прочностные характеристики. В такой способ удается сократить продолжительность паровой обработки уже готовых изделий из высокопрочных цементов. В ряде случаев от нее и полностью отказываются.
Небольшое значение деформирования высокопрочных бетонов характерно, как для продолжительных по времени, так и краткосрочных нагрузках. При таком воздействии прочность конструкционных элементов стремительно увеличивается. Необходимо понимать, что для высокопрочного бетона характерна такая же усадка, что и для цементов средней прочности.

Основные ингредиенты для подготовки высокопрочного бетона

Компоненты строительной смеси определяют характеристики и свойства готового материала. К их подбору важно подходить ответственно и взвешенно. В составе высокопрочных бетонов присутствуют песок, вяжущие соединения и крупнозернистые наполнители.
Песок
Мелкозернистый полевошпатовый кварцевый песок включают в состав высокопрочных бетонов. В некоторых случаях показано применение крупнозернистых ингредиентов. Крупные песчаные компоненты кристаллической структуры имеют размеры от 1.2 до 5 мм в ширину. Более мелкие решения – от 0.14 до 0.65 мм. Для более качественной укладки строительных смесей применяют преимущественно мелкозернистый песок, в итоговом составе он преобладает над крупным.
Для подготовки некоторых марок сверхпрочного бетона требуется только средние и ли крупные песчаные сорта. Впрочем, при этом необходимо придерживаться рекомендаций, указанных производителем.
Вяжущие соединения
Если говорить о вяжущих компонентах, то в высокопрочных марках бетона, их роль делегируется активным портландцементам заданной консистенции. Опытные мастера рекомендуют пользоваться вяжущими соединениями со значением густоты до 25%, и минимальным уровнем активности от 500 до 600.

Высокопрочный бетон подготавливают с использованием активных портландцементов. За счёт того, что состав быстро приобретает заданный производителем прочностные характеристики, ему не требуется никаких дополнительных пластификторов и добавок.
Крупнозернистые заполнители
В качестве крупнозернистого заполнителя для высокопрочных бетонов традиционно отдается предпочтение щебенке. Прочность на сжатие у рассматриваемого состава зачастую в 1.5-2 раза выше, в сравнении с традиционными бетонными растворами. Предварительно щебенку тщательным образом сортируют, удаляют мелкие отмучиваемые частички. В зависимости от фракций, ширина отдельных песчинок варьируется от 2 до 4 см, от 1 до 2 см, а также от 0.5 до 1 см.
Ширина высокопрочного бетонного изделия влияет на тип и сорт применяемого щебня. Влияет он и на тип арматуры. Если речь идёт о слабо армированных объектах, у которых толстые стенки, применяют главным образом добавки с заполнителем, при этом размеры частичек не превышают 7 см. Используемый для производства высокопрочных составов должен оставаться сухим.
Тонкомолотые ингредиенты
Кремнеземная пыль – важный ингредиент высокопрочных бетонов. Впрочем, если необходимо изготовить составы, прочность которых соответствует стандартам C 55/67 и C 60/77, зачастую обходятся без соответствующих силикатных соединений. Что касается кремнеземной пыли, то она образуется посредством очистки газообразных веществ, образующихся в процессе изготовления кремния.

повышается интенсивность и скорость протекания реакций между цементной смесью и песком;
пуццолановое взаимодействие с частичками гашенной извести, за счёт чего гарантируется прирост в прочности готового состава;
бетонные составы приобретают большую плотность, поскольку свободное пространство между соседними кристаллами активно заполняется.

Свойства и характеристики высокопрочных бетонов
Высокопрочные бетоны отличаются огромным количеством положительных характеристик, которые способствуют более продолжительной эксплуатации готового изделия. Опытные мастера научились отличать параметры и характеристики цементного состава от уже готовых монолитных ингредиентов.

Состав, характеристики и применение высокопрочного бетона

Строительная промышленность выпускает высокопрочный бетон различных марок, который отличается от классических растворов составом и технологическими характеристиками. Еще несколько лет назад самым прочным считался класс В30, но ситуация кардинально изменилась. Современные материалы наделены упрочненными свойствами, отстроенные конструкции отличаются стойкостью и надежностью.

Состав: использующиеся компоненты

Высокопрочный бетон — это тяжелая, мелкозернистая смесь, представленная марками от М-600 до М-1000, минимальное сопротивление которой на сдавливание и механическое воздействие составляет свыше В65. Такой класс бетонного раствора целесообразно применять для строительных работ любого уровня сложности.

Наделить строительный материал требующимися свойствами и технологическими характеристиками можно с помощью конкретных входящих в состав компонентов, качество и фракционность которых подробно расписаны в существующих государственных нормативах ГОСТа 31914–2012 — «Правила оценки и качества строительной продукции». Контроль за требуемыми свойствами стройматериала проводится такими дополнительными нормативами, как ГОСТ 7473–2010, 18105—2010, 22690—88, 10060—2012.

Песок: требования к компоненту

Самый прочный бетон изготавливается на основе крупного или мелкого кварцевого полевошпатового песка. Параметры обязательной фракционности:

крупнозернистый — 1,5 до 5,5 мм;
мелкозернистый — 0,15 до 0,7.

Чтобы бетонный материал во время укладки ложился равномерно и не возникло проблем с выравниванием слоя, используются мелкие пески. Иногда, в приготовлении конкретного раствора, рецептура пересматривается и отдается предпочтение более крупным кристаллам природного вещества. Некоторые марки бетона основаны только на крупном или среднем кварце, в таких случаях очень важно соблюдать нормы, прописанные в ГОСТ.

Вяжущие вещества

Чаще всего в роли вяжущих компонентов применяется портландцемент, отличающийся особой активностью и подходящей консистенцией. Как правило, профессиональные технологи отдают предпочтение веществам, имеющим минимальный порог густоты 27—30%. Приготовленный на таких компонентах высокопрочный бетон отличится стойкостью и выдержкой, а потребность добавлять в раствор различные модификаторы отпадет.

Компоненты тонкого помола

Крепость материал приобретет при использовании пыли кремнезема.

В классическую рецептуру высокопрочного бетона добавляется кремнеземная пыль, не требуют такой добавки только растворы С 55/67 и С 60/77, силикатный ингредиент в таких материалах выделяется самостоятельно, во время очищения газообразной обработкой. Для других разрядов строительной продукции кремневая добавка обязательна для соблюдения таких технических моментов:

Кремний заполнит свободное пространство, образовавшееся между крупицами цемента, тем самым укрепит сооруженное бетонное изделие.
Реакция между пуццоланом и известью обеспечит процентный рост раствора на прочность.
Кремнеземная пыль улучшит взаимодействие между цементом и песком.

Крупные заполнители

Свойства материала зависят и от наличия в нем щебени.

Крупнозернистой добавкой высокопрочного бетона считается щебенка различных фракций. Отличительная черта от других возможных крупных наполнителей — выдержка на сжатие при высокой влажности в два раза больше, чем у бетонной смеси. Перед применением щебенка проходит отсортировку, очищается от минеральных примесей. Классифицируется шириной зерен:

Применяемость определенного сорта щебня зависит от целевого применения и специфических характеристик сооружаемой конструкции. А также подбор крупного заполнителя подбирается по ширине изделия и типу арматурного материала. Для сооружений со средней нагрузкой используется щебенка до 75 мм, для сильно армированных изделий — свыше 90. Требования к крупному заполнителю:

фракционные факторы;
сухость и качество материала;
поэтапная обработка щебенки перед замесом раствора.

Преимущества бетона: чем отличается от обычного?

Довольно сложные конструкции из данного материала не будут излишне тяжелыми.

Самый прочный в мире бетон может стать решением сложной архитектурной задумки. Бетонный материал легко доукрепляется с армирующими материалами. Особо популярно применение высокопрочной смеси при возведении железобетонных конструкций, которые основаны на тяжелых бетонных марках М-400 и 500. Использование стройматериала позволяет существенно снизить массу сооружаемого объекта, сократить диаметр сооружения в разрезе, быстро и эффективно придать идеальные параметры предполагаемому изделию.

Характеристики: положительные свойства

Малоцементный бетон отличается такими важными критериями:

плотность материала от 0,9 до 1,5 раза;
возможность деформации 50—60 см;
наличие всего 1% кислорода в составе;
отсутствие расслоения после укладки;
влагоустойчивые и морозостойкие качества;
износостойкость;
выносливость перед механическим и атмосферным воздействием.

Где используют: применение материала

Мосты можно возводить, применяя материал с таким свойством.

Строительный раствор, обладающий высокой стойкостью и сопротивлением к разрушающим факторам показан к использованию во всех направлениях строительства. Применение высокопрочных бетонов:

сооружение железобетонных конструкций;
для дорожных покрытий;
возведение мостов и аэродромных взлетных полос;
для сооружения складов, имеющих специфические эксплуатационные особенности;
заливка полов, внутри масштабных сооружений промышленного и жилого типа.

Марки и классификация

Высокопрочным бетоном считается тяжелая, мелкозернистая смесь, обладающая максимальной выдержкой перед сжатием, от В-60 до В-150. Различаются марки от М-400, 500, 600, 800, 1000 и далее с приложением «плюс 100». Более легкие виды используются для строительства классических объектов. Тяжелая марка бетона применяется при отстрое сооружений для эксплуатации в специфических условиях.

Что такое высокопрочный бетон?

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

Что собой представляет материал?

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

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

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

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

Составляющие компоненты

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

Вяжущее материалы

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

Песок

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

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

Крупный заполнитель

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

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

Тонкомолотые добавки

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

Силикатная пыль действует внутри бетонных составов по трем направлениям:

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

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

Характерные свойства

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

Показательные характеристики жидкого раствора

Главными эксплуатационными параметрами бетонной смеси являются:

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

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

Параметры застывших бетонных монолитов

Среди показательных свойств бетонного камня выделяют:

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

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

Производство сверхпрочного композита

На месте строительства нужно правильные пропорции пластификатора.

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

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

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

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

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

Области применения

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

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

Высокопрочный бетон (высокой прочности, сверхпрочный): применение, преимущества и недостатки

Бетонные смеси относятся к категории самых используемых в строительстве материалов. Это влечет за собой постоянную работу по совершенствованию композитного состава и качества входящих в него составляющих. Несколько лет назад в разряд особо прочных искусственных камней входили материалы класса В30, но сегодня это положение поменялось самым кардинальным образом.

Современный высокопрочный бетон по своим характеристикам и технологическим свойствам существенно отличается от классических смесей для изготовления бетонного камня. Его параметры отличаются не только по прочности, но и по целому ряду других характеристик. При этом сегодня существует несколько различных видов высокопрочных композитных материалов применяемых в монолитном строительстве.

Особенности современных бетонных составов

Еще в советское время стандартная номенклатура строительных материалов предусматривала возможность изготовления высокопрочных бетонов соответствующих классов от В40 до В60. Их применяли в строительстве особо ответственных конструкций и элементов мостов, плотин, железнодорожных шпал и других. Однако отличительной характеристикой этих составов являлась их высокая жесткость и низкая способность к качественной укладке.

Современные композитные смеси повышенной прочности отличаются не только высокой устойчивостью к механическим и весовым нагрузкам, но и прекрасным уровнем технологичности при укладке в монолитную конструкцию. Очень хорошая подвижность и способность материалов к самоуплотнению позволяет отказаться от использования вибрационного оборудования и уменьшить необходимое количество рабочих на строительной площадке.

Способность сверхпрочного бетона к самостоятельному уплотнению при укладке

При получении новых сортов бетона изготовители строительных материалов получают уникальную структуру искусственного камня благодаря применению технологии непрерывной гранулометрии всех составляющих компонентов.

Точно подобранные фракции наполнителей размером не более 20 мм и специально обработанных для получения особой формы, позволяют получить особое активное строение материала, способного перетекать и уплотняться под собственным весом. За счет этих свойств такие смеси получили обобщающее название самоуплотняющихся бетонов (СУБ).

Где используют: применение материала

Мосты можно возводить, применяя материал с таким свойством.
Строительный раствор, обладающий высокой стойкостью и сопротивлением к разрушающим факторам показан к использованию во всех направлениях строительства. Применение высокопрочных бетонов:

сооружение железобетонных конструкций;
для дорожных покрытий;
возведение мостов и аэродромных взлетных полос;
для сооружения складов, имеющих специфические эксплуатационные особенности;
заливка полов, внутри масштабных сооружений промышленного и жилого типа.

Технология приготовления композитных составов

Изготовление высокопрочных бетонов отличается от классических способов использованием более сложных механизмов и особыми требованиями к составляющим компонентам. Перемешивание смесей происходит в скоростных смесителях с двумя вращающимися валками, конструкция которых позволяет перетирать и измельчать частицы крупных фракций.

Большое внимание уделяется точности дозирования входящих в состав компонентов. В результате в место трех классических бункеров для цемента, песка и щебня в производстве по новой технологии их количество может возрасти до восьми. Кроме этого во время производства особо прочного бетона производится непрерывный контроль влажности исходного сырья. Изменение количества влаги может унизить марку материала или ухудшить показатели удобной укладываемости. Все это приводит к усложнению процесса и удорожанию оборудования.

В процессе приготовления смеси вначале перемешивают цемент, наполнители самых мелких фракций и минеральные добавки. После этого добавляют воду с модификаторами химического состава и песок. Последним добавляется щебень, и итоговое перемешивание продолжается не менее дух минут. Только точное соблюдение пропорции и порядка технологии позволяет получать композитные смеси заданной прочности.

Состав высокопрочного бетона

Основные по объёму компоненты – цемент, вода, заполнители. Но на свойства бетона большое влияние также имеют добавки. Совместное действие всех составляющих влияет на итоговый результат, поэтому важны характеристики и пропорции каждого компонента: они будут влиять на качество бетона и возможности его применения.

Цемент

Возглавляет перечень материалов, потому что от марки цемента будет зависеть класс бетона. Для приготовления высокопрочных бетонов используются разновидности портландцементов, включая цементы с минеральными добавками, обладающими активностью при пропаривании 32 МПа и больше. Тем самым сокращается длительность тепло-влажностной обработки и уменьшается её стоимость.

Для экономии допустимо уменьшить количество цемента, но при использовании добавок, повышающих прочность. Чтобы срок службы сооружения стал больше, цемент применяют со значением нормальной густоты не более 30%. Температура цемента не должна превышать отметку 60 °С.

В воде не допустимо содержание сахаров, органических ПАВ и фенолов в количестве более 10 мг/л. Не допустимо наличие масел, нефтепродуктов, жиров, окрашивающих примесей, а также примесей, нарушающих свойства бетона (схватываемость, морозостойкость).

Допускается применение технической воды и воды из природных источников, но содержание примеси должно соответствовать требованиям норм.

Заполнители

Мелкий заполнитель

Как и для большинства бетонов, это крупные или мелкие пески природного происхождения или из отсевов дробления пород горнодобывающей промышленности. Плотность зерен может варьироваться от 2000 г/см³ до 2800 г/см³. Допустимо применение песка из шлаков цветной и чёрной металлургии, а также золошлаковые смеси. Учитывается плотность, состав (концентрация пылевидных частиц и глинистых), пустотность песка. Некачественный или грязный песок значительно снижает свойства бетона.

Крупный заполнитель

Крупный фракционный заполнитель – щебень, прочность которого должна быть выше требуемой марки бетона; щебень, добытый из горных пород с высокой прочностью (диабаз, гранит и др.).

Содержание зерен низкой прочности не должно быть более 10% по массе. Учитываются морозостойкость щебня и прочность (от 100 МПа). При наличии пластификаторов в смеси допускается прочность щебня 80 МПа. Итоговая пригодность заполнителя устанавливается только после испытаний бетона.

Для бетона крупным заполнителем не рекомендуется брать породу с гладкой поверхностью.
Плотность зерен должна варьироваться от 2000 до 3000 кг/м³.
В составе щебня наличие пыли и мелких частиц глины допускается не более 2% от массы.

Марка щебня влияет на итоговую марку бетона, поэтому класс щебня должен быть выше, чем у бетона. Так, для класса бетона В45 марка щебня должна соответствовать классу 1200.

Добавки

Добавки для бетона в строительстве выполняют несколько функций. Главная – это усиление необходимых свойств бетона (устойчивость к сильно низким температурам и перепадам температур; устойчивость к сильным вибрациям; водонепроницаемость и т. д.). Для повышения экономности строительства усиливают опорные свойства бетона при уменьшении количества металлоконструкций и заполнителей. Можно облегчать общий вес строения, добавляя химические компоненты и сохраняя при этом прочность.

Так как к высокопрочным бетонам предъявляются повышенные требования, добавки-пластификаторы в составе присутствуют обязательно. Если используются портландцементы с минеральными добавками, то количество химических добавок увеличивается на 15%.

Цель применения пластифицирующих добавок:

снизить расход воды в бетоне, сохранив его прочность;
оптимизировать количества цемента, сохраняя удобоукладываемость и прочность бетона;
повысить экономию строительства и улучшить тех. характеристики бетонов (стойкость к образованию трещин, усадка и др.);
увеличить подвижность смесей, сократить длительность укладки при работе с конструкциями сложной конфигурации.

При использовании добавок надо ориентироваться на совместимость используемых добавок и их действие на свойства бетона.

Бетоны с требованием к морозостойкости F200 и выше, а также бетоны для сооружений гидротехнического назначения, следует изготавливать с применением газообразующих или воздухововлекающих добавок.

В бетоны для применения на дорожных и аэродромных покрытиях обязательное наличие воздухововлекающи добавок и пластификаторов.

Бетоны марки П4 и П5 по удобоукладываемости готовятся с обязательным содержанием пластификаторов для монолитных и сборных конструкций.

Технические характеристики

Качественные показатели бетона нового поколения подразделяют на два блока. В первый входят данные говорящие о характеристиках, влияющих на выполнение укладки приготовленного материала, а во второй механические качества застывшего бетонного камня. Зерновой состав крупного и мелкого заполнителей после фракционирования должен отвечать требованиям ГОсТ 31914-2012 «Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества».

Определяющие параметры композитной смеси

Основными показателями для оценки качества приготовленного бетона являются:

подвижность конуса на расплыв не менее 65 см;
коэффициент самоуплотнения не менее 1,0;
время сохранения пластических качеств и начала процесса гидратации не менее 4 часа;
содержание воздуха не более 1%;
минимально возможное расслаивание во время транспортировки.

Европейская классификация бетона

Европейский бетонный стандарт EN-206-1:2000 вводился с переходными периодами в зависимости от конкретики стран.

Сегодня применяется стандарт PN-EN-206+A1:2016-12. Классы прочности маркируются буквой С и цифрами: от C 8/10 до C 100/115.

Первое число указывает на характерную прочность материала на сжатие, выявленную на цилиндрах (например, в Великобритании, Франции). Второе — демонстрирует механопрочность, полученную с помощью кубических образцов (Польша, Германия).

Классификация строилась на основе сложившегося в странах Европы определения прочности материала на сжатие. В связи с тем, что PN-EN-206+A1:2016-12 — стандарт европейский, оба значения появляются в обозначении класса прочности.

Высокопрочный класс определяется как плотные бетоны с характерной прочностью выше C55. В Европе разработаны нормы для материалов класса прочности до C100.

Читайте также: Особенности и применение портландцемента со шлаком, отзывы специалистов и частных строителей

Бетоны с легким заполнителем можно изготавливать как высокопрочные. Европейские нормы отводят им классы прочности от LC55 до LC80.

Европейский стандарт учитывает также степень воздействия, как связанного, так и не связанного с нагрузкой.

Классификация воздействий учитывает конкретику условий использования бетона, мер защиты, покрытий для металла и арматуры:

— нет риска коррозии и химической агрессии;

— коррозия, вызванная карбонизацией;

— коррозия из-за хлоридов;

— коррозия, вызванная хлоридами морской воды;

— агрессивный эффект замораживания/оттаивания;

— агрессия от истирания.

Стандарт регламентирует нормы для тяжелого, сверхтяжелого и легкого стройматериала, произведенного без воздухововлекающих и газообразующих заполнителей. Не учтены в классификации крупнопористый и жаростойкий материал и бетонная смесь плотностью менее 800 кг/м³.

Обязательность норм коснулась добавок, методов испытаний, производственного контроля и т.п. Таких направлений, связанных с бетоном, в классификации десятки.

Применение особо прочного бетона

Бетонные композитные смеси нового поколения отличаются от классических марок более высокой стоимостью. Поэтому их применение должно быть основано на проведении технико-экономических расчетов. Столь высокие прочностные показатели не требуются в массовом типовом строительстве, и поэтому вопрос применения этих материалов возникает не часто.

Наиболее часто высокопрочный бетон применяют при строительстве высотных зданий, мостов, гидротехнических сооружений, энергетических установок и конструкций сложной геометрической формы. Еще не так давно высотные здания возводились из металла, поскольку железобетонные конструкции были неспособны выдерживать вес нескольких десятков этажей. Современные композитные материалы позволяют в значительной степени уменьшить металлоемкость строительных конструкций и обеспечить необходимую прочность и надежность.

Ponte Sheikh Zayed

Его применяют для возведения мостовых пролетов большой длины, уменьшая количество несущих опор и ускоряя сроки выполнения проекта. Применение новых композитных материалов обычно направлено на решение сложных инженерных задач и редко встречается в традиционных способах строительства.

Преимущества бетона: чем отличается от обычного?

Довольно сложные конструкции из данного материала не будут излишне тяжелыми.
Самый прочный в мире бетон может стать решением сложной архитектурной задумки. Бетонный материал легко доукрепляется с армирующими материалами. Особо популярно применение высокопрочной смеси при возведении железобетонных конструкций, которые основаны на тяжелых бетонных марках М-400 и 500. Использование стройматериала позволяет существенно снизить массу сооружаемого объекта, сократить диаметр сооружения в разрезе, быстро и эффективно придать идеальные параметры предполагаемому изделию.

Высокопрочный бетон, марки, состав и применение

Особенности современных бетонных составов

Современные композитные смеси повышенной прочности отличаются не только высокой устойчивостью к механическим и весовым нагрузкам, но и прекрасным уровнем технологичности при укладке в монолитную конструкцию. Очень хорошая подвижность и способность материалов к самоуплотнению позволяет отказаться от использования вибрационного оборудования и уменьшить необходимое количество рабочих на строительной площадке.

Способность сверхпрочного бетона к самостоятельному уплотнению при укладке

Сочетание высококачественных портландцементов тонкого пола, активных добавок из минерального сырья и мелких обработанных наполнителей такая система при укладке остается максимально стабильной и удобной в работе. Однако следует заметить что подбор и сортировка составляющих компонентов достаточно сложные в технологическом плане. Поэтому такие сбалансированные системы довольно дороги и используются только после соответствующего экономического обоснования.

Технология приготовления композитных составов

Технические характеристики

Определяющие параметры композитной смеси

Основными показателями для оценки качества приготовленного бетона являются:

подвижность конуса на расплыв не менее 65 см;
коэффициент самоуплотнения не менее 1,0;
время сохранения пластических качеств и начала процесса гидратации не менее 4 часа;
содержание воздуха не более 1%;
минимально возможное расслаивание во время транспортировки.

Так же важным показателем является однородность приготовленной смеси, ее влажность и текучесть.

Характеристики бетона после полного твердения

В этом блоке к основным показателям относят:

класс бетона В50-100, обеспечивающий предельную прочность сжатия от 50 до 100 МПа;
морозостойкость более 400 циклов замораживания и оттаивания;
водопроницаемость не менее W10;
плотную структуру камня и низкую истираемость;
водопоглощение не более 1%.

Процесс гидратации при твердении такого бетона сопровождается довольно большим выделением тепла. В плотных материалах эта энергия просто не может выйти наружу и в структуре камня могут образовываться трещины. Для того чтобы избежать этого в состав добавляют специальные химические вещества способствующие созданию мелкопористой структуры, которая играет роль поглощающего буфера при возникновении внутренних напряжений в материале.

Применение особо прочного бетона

Ponte Sheikh Zayed

Высокопрочный бетон (высокой прочности, сверхпрочный): применение, преимущества и недостатки

Физические и механические возможности бетона высокой прочности недостижимы для традиционных материалов прошлого. Его использование позволяет создавать долговечные устойчивые конструкции при относительно небольшом весе.

Бетон высокой прочности

Растущие потребности строительства заставили модифицировать бетонные смеси.

повышенной надежностью;
возросшим размахом бетонных конструкций любой формы;
повышенной износостойкостью;
увеличенной грузоподъемностью;
устойчивостью к агрессивной среде;
долговечностью;
морозостойкостью.

Прочность на растяжение материала составляет 10% от прочности на сжатие. К преимуществам инновационного материала можно отнести и снижение на 30% его расхода по сравнению с существовавшим ранее. Использование цемента при этом уменьшилось до 450-600 кг/м³. Большинство высокопрочных бетонов являются водонепроницаемыми.

Сверхпрочный бетон (марка C 100/115 по европейским стандартам) не только выдерживает различные механические нагрузки. В его составе — высокотехнологичная смесь, позволяющая создавать конструкции любой геометрии.

Легкость укладки способствует уменьшению численности рабочих на стройке. Суперпрочный материал способен самоуплотняться, что в ходе строительства делает ненужными вибраторы.

Нормативно такая бетонная смесь не регламентирована. Однако в условиях лаборатории под воздействием тепла и давления достигнуто значение прочности на сжатие до 800 Н/мм (единица измерения момента силы).

Европейская классификация бетона

Европейский бетонный стандарт EN-206-1:2000 вводился с переходными периодами в зависимости от конкретики стран.

Сегодня применяется стандарт PN-EN-206+A1:2016-12. Классы прочности маркируются буквой С и цифрами: от C 8/10 до C 100/115.

Европейский стандарт учитывает также степень воздействия, как связанного, так и не связанного с нагрузкой.

Состав

Возрастающие требования строительной отрасли обусловили проведение модификации бетона. Основа процесса — оптимизация состава цементного теста, повышающая прочность материала.

стандартизированная добавка — микрокремнезем — побочный продукт производства кремния и ферросилиция;
пуццолановые премиксы: вулканический пепел, пемза, туф;
фракции клинкера, керамзита, шамота, шлака (с содержанием оксида кальция менее 40%).

воду с большой концентрацией хлорида натрия, а также других солей натрия, кальция и магния;
болотные, канализационные, сточные бытовые и промышленные воды.

Микрогранулы примесей в сотни раз меньше цементных. Они меняют свойства материала, заполняя пространство между его частицами, усиливают сцепление и увеличивают прочность бетона. Размер гранул в конкретике применения должен соответствовать ГОСТ. Инертный сыпучий агрегат составляет около 80% веса бетона и 70-75% его объема.

Кроме основных компонентов для создания высокопрочных бетонов применяются водные примеси (пластификация), разжижающие добавки, примеси для аэрации и ускорения затвердения.