Бетон — это что такое? Состав, производство и применение бетона

на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные, кислотоупорные, жаростойкие и др. специальные Б.) и Б. на органических вяжущих (асфальтобетоны, пластбетоны).

Цементные бетоны в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500).

Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые бетоны обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы — водород, литий, кадмий.

Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы.

К заполнителям для тяжёлых бетонов предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов Советского Союза привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетона, что достигается применением быстро твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и др. способами. К тяжёлым бетонам относится также силикатный, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими занимает крупнопористый (бес песчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя — вермикулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и др.

По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие подразделяются на обычные лёгкие (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные лёгкие (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые лёгкие, изготовляемые без мелкого заполнителя, и лёгкие бетоны с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей.

По виду вяжущего лёгкие бетоны на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные.

Рациональная область применения лёгких бетонов — наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По способу образования пористой структуры ячеистые разделяются на газобетоны и пенобетоны, по виду вяжущего — на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести; газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков.

При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые бетоны называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами.

Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы.

Области применения бетонов в современном строительстве постоянно расширяются.

В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых: макро- и микроструктурной теорий прочности бетона с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций и др.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов.

Бетоны классифицируют:

• по средней плотности;
• по виду вяжущего вещества;
• по назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетоны делят на:

• Особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/ куб. м.;
• Тяжелые — 1800…2500;
• Легкие -500… 1800;
• Особо легкие — менее 500 кг/куб, м.

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях — стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).

Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз).

Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ куб.м. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.

Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф).

К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные.

Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные — пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение — объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.

В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).

Класс бетона и марка

Марки бетона по своей прочности находятся в диапазоне значений от м 50 до 1000. Как проверить марку? Этот процесс происходит в лабораторных условиях за счет сжатия опытных образцов бетона с помощью специального пресса. Также применяются ультразвуковые методы, ударный импульс и другие.

Совет! Чтобы выяснить, какова прочность бетона, существуют классы — показатели фактической его прочности. Переводить марку в класс бетона важно при проведении расчетов конструкций.

Марки бетона — таблица

Предлагаем посмотреть таблицу с классами и марками бетона.

Марки бетона — таблица

Бетоны нового поколения

Одна из актуальнейших проблем современного бетоноведения — применение и совершенствование нового поколения бетонов, получивших в мировом научном сообществе название «High Performance Concrete». Появление таких бетонов открыло новую эру в строительстве. Их уникальные свойства: высокая прочность и коррозионная стойкость, водонепроницаемость и морозостойкость, регулируемая деформативность — позволили реализовать такие строительные проекты, о которых еще сравнительно недавно трудно было даже мечтать. Достаточно упомянуть мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом в 1990 м, туннель под Ла-Маншем, 125-этажный небоскреб высотой 610 м в Чикаго и т. п. Высококачественные бетоны обеспечивают высокие гарантированные параметры эксплуатационной надежности зданий и сооружений в условиях сложных воздействий окружающей среды и нагрузок, значительно сокращают сроки строительства и уменьшают инвестиционные риски. Все это крайне важно для страховых компаний и других финансовых участников, вовлеченных в процесс современного строительства.

Широкая номенклатура созданных учеными и специалистами эффективных материалов и выявленных технологических приемов позволили в 80-90-х годах с использованием опытных, опытно-промышленных установок и стендов, а также в условиях промышленного производства отработать принципиально новые эффективные технологические схемы получения новых видов бетонов с широким диапазоном эксплуатационных характеристик за счет варьирования в широких пределах вида сырьевых материалов (вяжущих и заполнителей), разновидностей, способа и стадии введения химических модификаторов и активных минеральных добавок, оптимизации состава многокомпонентного бетона и целенаправленного управления технологией.

В российском бетоноведении под высококачественными бетонами понимают легко укладываемые бетоны на гидравлических вяжущих, сочетающие высокие показатели прочностных свойств (классы по прочности на сжатие от В 40 и выше до В 90, что соответствует маркам по прочности М600-М1200 и более) и темпов твердения (прочность в возрасте суток естественного твердения не менее 25-30 МПа) с требуемыми показателями строительно-технических свойств, в том числе:

• Водонепроницаемость W 12 и выше;
• Морозостойкость F 400 и выше;
• Истираемость не более 0,3-0,4 г/см2;
• Водопоглощение 1-2,5 мас %;
• Высокая сопротивляемость проникновению хлоридов;
• Высокая газонепроницаемость;
• Регулируемые показатели деформативности (в том числе компенсация усадки бетона в возрасте 14-28 сут естественного твердения).

Впервые в отечественной практике строительства были получены и применены высокопрочные и быстротвердеющие бетоны с прочностью на сжатие до 200 МПа, сочетающие высокие показатели морозостойкости (F 1000 и выше) и водонепроницаемости (W 20 и более) со стабильностью объема и повышенной стойкостью к различным агрессивным воздействиям и высокими декоративными свойствами. Разрабатывались данные бетоны специалистами НИИЖБа совместно с привлеченными организациями.

Использование бетона в строительстве дома: какой выбрать

В зависимости от проекта можно заменить до десятка элементов конструкции, требующих использования качественного бетона. Его отдельные виды отличаются друг от друга, в частности, состав, пропорции и крепость.

Какие продукты требуются для конкретного применения?

Потолок

Это один из важнейших конструктивных элементов любого дома. Потолки переносят нагрузки, связанные с повседневной эксплуатацией здания (например, вес мебели и внутренней отделки). Такое использование бетона требует продуктов с несколько более медленным увеличением начальной прочности из-за их большей устойчивости к возможному растрескиванию. Поэтому стоит использовать конструкционный бетон или дисперсный фибробетон с предусмотренным в проекте классом прочности на сжатие и классом выдержки.

Стена

В одноквартирных домах стены чаще всего возводят из пустотелого керамического кирпича, ячеистого бетона или силиката. Альтернативным решением является архитектурный бетон для стен для монолитных решений. Фундаментные стены же строятся из фундаментных блоков или монолитные — из железобетона в опалубке. Чтобы сократить время возведения стен, можно использовать готовые растворы, доставленные прямо на строительную площадку.

Пол

Современные полы состоят из множества элементов и слоев, выполняющих определенные функции. Слой теплоизоляции на несущем слое чаще всего выполняется из полистирола. Однако неровно обрезанные и неправильно расположенные доски могут быть нестабильными. При их соединении увеличивается риск растрескивания следующего слоя — стяжки. Поэтому гораздо лучшим решением, чем пенополистирол, является пенобетон, который точно заполняет все укромные уголки и щели и закрывает фрагменты установки. В свою очередь, во все более популярных промышленных интерьерах рекомендуется использовать бетонный пол. Для полов также используют рассеянный фибробетон и декоративные полы.

Лестница

Для строительства лестниц внутри домов используют бетон, аналогичный тому, который используется для потолков. Лестницы и потолки работают в сравнимых условиях и обычно изготавливаются во время одного и того же бетонирования. Уличные лестницы также требуют применения морозостойкого бетона. Однако лестница может иметь декоративную функцию. Поэтому в их случае вы также можете использовать окрашенный бетон, бетон с открытым заполнителем или декоративные бетонные поверхности.

Фундамент

Это основа любого здания и один из важнейших элементов конструкции каждого здания. Важно правильно выбрать материалы и правильное исполнение. Любые ошибки практически не подлежат ремонту. Поэтому экономить на бетоне для фундамента нельзя. Необходимо использовать строительный бетон соответствующей прочности, консистенции и коррозионной стойкости, вызванной попаданием влаги и углекислого газа. Самоуплотняющийся бетон — отличное решение в этом случае.

Погреб

Подвалы находятся на самом нижнем этаже здания и поэтому подвергаются воздействию грунтовых вод. Во избежание затопления подвала необходимо использовать бетон с высокой водонепроницаемостью. Лучше всего железобетон или бетон с дисперсными волокнами. Последний тип бетона ограничивает размер любых трещин и возможность протекания через стену. Для 100% безопасности в подвале дополнительно требуется утепление вертикальных и горизонтальных стен.

Пол гаража

Гаражные полы подвержены воздействию влаги и механическим повреждениям. Зимой тает снег из шин и шасси. В гараже часто бывает, что на пол падает тяжелый ключ или другое приспособление. Очевидно, что пол в гараже работает в гораздо более сложных условиях, чем пол в гостиной. Поэтому в гаражах необходимо использовать бетон соответствующей механической прочности, ударопрочный и влагостойкий. Этими свойствами обладает специальный бетонный пол и железобетон с дисперсной фиброй.

Дорога

Использование бетона для проезжей части — идея, которая приносит много преимуществ. Бетон устойчив к образованию колей и легкий, поэтому в летнюю жару не нагревается до высоких температур. Однако необходимо использовать бетон, который должен быть прочным, устойчивым к морозам и неблагоприятным воздействиям антигололедных средств и визуально привлекательным. Вот почему для проезжей части рекомендуются окрашенный бетон, бетон с открытым заполнителем и декоративные бетонные поверхности.

Терраса и балкон

Как и лестницы, террасы и балконы строятся одновременно и из того же бетона, что и потолки. Зимой же террасы и балконы подвергаются морозу. Поэтому необходимо использовать морозостойкий конструкционный бетон с армированием в соответствии с конструктивным проектом. Невнимание к этим деталям часто приводит к повреждению террас и балконов.

Изгородь

При возведении фундамента под забор можно использовать конструкционный, самоуплотняющийся, архитектурный бетон и готовый строительный раствор. Фундамент под забор следует разместить ниже зоны промерзания грунта и укрепить, чтобы избежать проблем, связанных с неравномерным проседанием грунта.

Зеленые крыши

Зеленая (перевернутая) кровля — это такая кровля, на конструкцию которой уложен прямой гидроизоляционный слой и теплоизоляция. Для теплоизоляции рекомендуется использовать легкий бетон, например, пенобетон. Перевернутые крыши более долговечны, поскольку они устойчивы к механическим повреждениям и гораздо меньше подвержены температурным колебаниям. Зеленые крыши отделывают слоем щебня. Вы можете использовать их как дополнительные террасы. Если их дополнительно засыпать слоем земли, можно наслаждаться собственным садом даже в центре города.

Габионы, камни для рокариев и засыпок

Альпинарии — простой, прочный и эстетичный способ оформления садового пространства. Чтобы насладиться таким оригинальным и естественным альпинарием, достаточно украсить деревья, кустарники и другие растения заполнителем. Габионы, то есть стальные габионы, наполненные щебнем или устойчивыми к неблагоприятным погодным условиям камнями, отлично защищают почву от пересыхания и препятствуют росту сорняков.

Различные области применения — разные типы бетона

Отдельные конкретные приложения требуют покупки определенных продуктов. Чтобы убедиться в правильности выбора, стоит проконсультироваться у профессионала и обратиться на бетонный завод. Соответствующий тип бетона гарантирует долговечность данного элемента и всей конструкции. Поэтому на бетоне экономить не стоит.

В 1985-1998 гг. разработаны:

• Теоретические основы получения эффективных высококачественных бетонов различного назначения и повышения эксплуатационной надежности путем управляемого структурообразования на всех этапах производства за счет использования композиционных вяжущих веществ, применения комплексных химических модификаторов и активных минеральных компонентов;
• Полифункциональные химические модификаторы бетона различного назначения (суперпластификаторы, пластификаторы, регуляторы твердения и структуры бетона и др.), оптимизированы составы и условия их применения в зависимости от требуемого технического эффекта и способа введения, в том числе при приготовлении бетонных смесей или на стадии получения композиционных вяжущих;
• Составы, технология применения широкой гаммы активных минеральных компонентов, в том числе конденсированного микрокремнезема и расширяющих добавок, используемых как при приготовлении бетонных смесей, так и при получении композиционных вяжущих и предназначенных для снижения расхода клинкерного компонента, повышения прочностных характеристик и коррозионной стойкости бетонов, повышения их водостойкости и трещиностойкости, компенсации усадочных деформаций и регулирования процессов структурообразования;
• Составы и технология получения композиционных вяжущих, предусматривающая механохимическую активацию компонентов в присутствии полифункциональных модификаторов и минеральных добавок с целью придания цементному камню специальных свойств: высокой прочности (от 60 до 120 МПа), ускоренных темпов твердения, высоких показателей по морозостойкости, сульфатостойкости, отсутствия деформаций усадки и др.

Свойства бетона

Свойства бетона
По свойствам бетон подразделяют на жидкий, товарный или жирный. А вот некоторые признаки, по которым их отличают:

• В зависимости от назначения материала.
• В зависимости от вяжущего вещества. В большинстве случаев это цемент.
• По структуре материала:
  крупнозернистый,
• ячеистый.
• В зависимости от типа заполнения:
  плотный,
• специализированный,
• пористый.
• В зависимости от условий применения:
  в условиях повышенной влажности,
• в стандартных условиях,
• в условиях повышенного или пониженного давления.
• В зависимости от процента связующего материала относительно общего объёма вещества.

Совет! В зависимости от целесообразности и имеющихся обстоятельств, в бетон могут добавляться различные, полезные примеси.

О прочности тяжелого бетона

Тяжёлый бетон может обладать разной прочностью, о которой можно узнать по марке. Она указывает на прочность на сжатие. Это значение выражается в кгс/см2. Цифра после буквы указывает приблизительное значение прочности. Например, у бетона марки М250 этот показатель равен 261,93 кгс/см2, тогда как бетон марки М400 имеет прочность, которая эквивалентна 392,9 кгс/см2.

Прочность бетона марки М450 равна 458,39 кгс/см2. Тогда как если марка выглядит следующим образом: М500, то прочность в данном случае достигает отметки в 523,87 кгс/см2.

Прочность бетона и его марка зависят от количества цемента, который входит в состав. Чем его объём больше, тем выше окажется марка и наоборот.

Пропорции бетона

Если вы решите изготавливать бетон на строительной площадке самостоятельно, то необходимо ближе ознакомиться с пропорциями. Они зависят от марки бетона и используемого цемента. Если последний имеет марку М400, то для получения бетона М100 необходимо добавить 7 кг щебня и 4,6 кг песка. Цемент добавляется в количестве 1 кг.

Для получения бетона марки М200 следует смешать 4,8 части щебня и 2,8 части песка. Цемент добавляется в том же объеме. Для того чтобы получить бетон марки М300, следует соединить 1,9 кг песка и 3,7 кг щебня. Цемент добавляется в неизменном объёме. Как и для приготовления бетона марки М450. А вот песок и щебень в данном случае должны быть добавлены в следующих соотношениях: 1,1 : 2,5.

Железобетон и его основные преимущества

Железобетон представляет собой смесь из бетона и металлических стержней, которые препятствуют изменению формы конструкции. Ввиду наличия металлических компонентов, железобетон может вынести гораздо большую нагрузку, чем обычный бетон, а также он более устойчив к разрушениям.

Благодаря сочетанию свойств бетона и стали создается высокопрочный материал, который не деформируется при сжатии или растяжении, а также устойчив к изменению температуры.

Бетон используется на всех важнейших этапах строительства, поэтому нужно ответственно отнестись к его выбору и соблюдать технологию работы. Иначе возведенное здание может оказаться недолговечным.

Выбирая в качестве поставщика железобетонных изделий завод ЖБИ-4, покупатель получает гарантию качества на всех этапах строительства и эксплуатации зданий. Так как мы имеем собственную лабораторию, в которой проводятся исследования на соответствие нормативам каждая партия ЖБИ.