Бетон: виды бетона, классификация, свойства и назначения

Лёгкие бетоны — группа бетонов с объёмной массой менее 2000 кг/м3. К ней относятся бетоны на пористых заполнителях (керамзитобетон, аглопоритобетон, перлитобетон), бетоны на лёгких органических заполнителях (арболит, костробетон, полистиролбетон) и ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон). В качестве вяжущих могут быть использованы цемент, гипс, магнезиальный цемент.

Основные характеристики легкого бетона

  1. Прочность у данного материала она находится на невысокой отметке, в связи с небольшой массой. Поэтому после твердения, этот материал можно отнести к маркам М50, М75, М100, М150, М200.
  2. Объемная масса определяет дополнительную классификацию легких бетонов, варьируется от 800 до 1600 кг на кубический метр.
  3. Пористость материалов:  для данной категории считается самым важным параметром, обеспечивающим тепло- и звукоизоляцию. Чем больше воздушных пор в конструкции, тем сложнее проникать теплу. Для легких бетонов ее значение – от 20%.
  4. Водоустойчивость: для таких смесей не является сильной характеристикой, из-за большого образования пор в итоговом материале, поэтому зимой с ним работать сложнее.
  5. Морозостойкость находится в пределе 15-20 циклов, что обусловливается пунктом, указанным выше.

Перечисленные характеристики легкого бетона облегчают его эксплуатацию в конкретных условиях.

Состав легкого бетона

Активными компонентами раствора легкого бетона является газ или воздух, используемые для создания вакуолей, облегчающих изделие. В качестве вяжущего вещества используется не только цемент, но и добавки в виде гипса и извести, полимеров и промышленных отходов. Заполнителем в растворе может оказаться щебень песок, керамзит, гравий, мраморная крошка, молотая пемза и многое другое. Количество используемой воды оказывается немаловажным, так как влияет на пористость конечного изделия.

Подбор состава легкого бетона сказывается на марке и технических характеристиках в виде плотности, прочности, устойчивости к перепадам температур, проводимости тепла и водопроницаемость. В ходе приготовления раствора, из которого в дальнейшем будет формироваться сооружение, необходимо учитывать географическое расположение, условия эксплуатации и назначение объекта.

Классификация бетона

Классификация бетона предполагает разделение бетонных смесей на виды по плотности, типу входящего в состав смеси вяжущего вещества и целевому назначению бетона.

Классификация бетона по плотности делит бетонные смеси на:

  • Особо тяжелые (>2500 кг/ куб. м.). К категории особо тяжелых бетонов по классификации относятся смеси, сформированные с добавлением стальных опилок, стружек, железной руды или барита.
  • Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/ куб. м.) бетоны получают при использовании в качестве заполнителя гранита, известняка или диабаза.
  • Легкие (от 500 до 1800 кг/ куб. м.) бетоны производятся на основе пористых заполнителей, таких как керамзит, туф, пемза, шлак.
  • Особо легкие (<500 кг/куб. м.). Классификация бетона причисляет к категории легких ячеистые производные бетона — пенобетон и газобетон.
Читайте также:  Варианты утепления стен и полов минеральной ватой

Состав бетона разных марок

Особо тяжелые бетоны, используемые при строительстве крупных промышленных объектов, обеспечивают биологическую защиту от радиоактивного излучения. Это свойство материалов по ГОСТу позволяет использовать их при строительстве ядерных установок и АЭС. Производство особо тяжелых бетонов основано на продвинутых технологиях с использованием программного обеспечения со строго заданными параметрами.

В состав особо тяжелых смесей повышенной прочности, плотность которых более 2500 кг/м3, по ГОСТу могут входить следующие виды добавок:

  • барит;
  • магнетит;
  • чугунный скрап;
  • лимонит;
  • гематит.

Тяжелый бетон по ГОСТу может быть изготовлен с добавлением следующих видов цементов:

  • шлакопортландцемента;
  • глиноземистого цемента;
  • обычного портландцемента;
  • пуццоланового портландцемента;
  • гипсоглиноземистого набухающего цементного песка.

Тяжелые бетоны по ГОСТу, имеющие объемную массу свыше 1800 кг/м3, широко применяют для строительства фундаментов, возведения стен зданий, сооружения плотин. Технологический процесс изготовления тяжелых бетонов повышенной прочности согласно ГОСТа основан на обработке сырья под воздействием высоких температур. В качестве крупного наполнителя по ГОСТу в составе тяжелых смесей используют гравий или щебень, а мелкого — природный песок.

В состав марок легких бетонов по ГОСТу 25820-2014 входит пористый наполнитель, что существенно снижает вес материала. Раствор содержит щебень либо гравий без мелкого заполнителя. Легкий ячеистый бетон по ГОСТу 25820-2014 можно получить путем вспенивания цементного теста.

Особо легкие или пенобетоны с наименьшей прочностью имеют сквозную пористую структуру и по ГОСТу состоят из воды, цемента, пенообразующих добавок. В качестве крупного заполнителя может быть использован керамзит, шлак, вермикулит и др. Например, в соответствии с ГОСТом 25214-82 производство силикатного бетона с содержанием воды, неорганических наполнителей и связующего известково-кремниевого вещества требует выдержки температурного режима в пределах 175—190 °C.

Приготовить бетон той или иной марки позволят данные из таблиц пропорций составляющих смеси на основе цемента марок М400 и М500 с добавлением песка и щебня в нужном количестве (см. таблицы 1,2).

Таблица 1

Пропорции цемента М400 (портландцемент), песка и щебня в бетонной смеси

Марка бетона

Массовые состав, Ц:П:Щ (кг)

Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л)

Количество бетона из 10 л цемента (л)

М100

1:4,6:7,0

41:61

78

М150

1:3,5:5,7

32:50

64

М200

1:2,8:4,8

25:42

54

М250

1:2,1:3,9

19:34

43

М300

1:1,9:3,7

17:32

41

М400

1:1,2:2,7

11:24

31

М450

1:1,1:2,5

10:22

29

Таблица 2

Пропорции портландцемента М500, песка и щебня в бетонной смеси

Марка бетона

Массовые состав, Ц:П:Щ (кг)

Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л)

Количество бетона из 10 л цемента (л)

М100

1:5,8:8,1

53:71

90

М150

1:4,5:6,6

40:58

73

М200

1:3,5:5,6

32:49

62

М250

1:2,6:4,5

24:39

50

М300

1:2,4:4,3

22:37

47

М400

1:1,6:3,2

14:28

36

М450

1:1,4:2,9

12:25

32

Читайте также:  Какое нужно оборудование для производства керамзитобетонных блоков?

Существуют различные виды пластификаторов, которые добавляют в смесь для придания  нужных характеристик. Они позволяют изменить состав раствора, например, жаропрочный бетон исключает применение щебня. Чаще всего используют гипер- и суперпластификаторы, а также замедлители, увеличивающие срок твердения раствора.

Гиперпластификторы нужны для создания пластичного декоративного бетона, а при наличии в смеси противоморозных добавок можно осуществлять строительные работы при отрицательных температурах.

Особенности укладки СУБ

В процессе укладки СУБ необходимо учесть следующие нюансы:

  1. Перед тем, как заливать самоуплотняющийся бетон, убедитесь, что в опалубке нет жидкости. Если в ней будет хотя бы незначительное содержание воды, то свойства состава могут измениться, что приведет к расслаиванию бетона.
  2. В процессе укладки, нужно постоянно перемешивать СУБ (если состав загустел, добавьте разжижитель).
  3. Длина трубопровода для подачи раствора на рабочее место, не должна быть более 200 м. Если смесь будет идти слишком долго, она может стать неоднородной.
Особенности укладки СУБ
  1. Бетонный раствор не нужно дополнительно уплотнять.
  2. Если вы заливаете бетонную смесь в форму для узкой колонны или в другую опалубку с плохим отведением воздуха, то раствор не рекомендуется сбрасывать с большой высоты. Лучше опустить строительный рукав как можно ниже в опалубку и поднимать его по мере заполнения формы. Чем меньше будет высота, тем меньше воздуха попадет в бетонную толщу.

Эксплуатационные свойства

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчётах — 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Класс прочности на сжатие для лёгкого бетона в соответствии с DIN 1045-1
Класс прочности Характерная сила сжатия цилиндра (Н/мм²) Средняя сила сжатия цилиндра (Н/мм²)
LC12/13 12 20
LC16/18 16 24
LC20/22 20 28
LC25/28 25 33
LC30/33 30 38
LC35/38 35 43
LC40/44 40 48
LC45/50 45 53
LC50/55 50 58
LC55/60 55 63
LC60/66 60 68

Наряду с классами, прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Класс бетона по прочности Ближайшая марка бетона по прочности
B3,5 М50
B5 М75
B7,5 М100
B10 М150
B12,5 М150
B15 М200
B20 М250
B22,5 М300
B25 М350
B27,5 М350
B30 М400
B35 М450
B40 М550
B45 М600
B50 М700
B55 М750
B60 М800
B65 М900
B70 М900
B75 М1000
B80 М1000
Читайте также:  Какой Под лучше купить в 2020 году — Отзыв покупателя за 5 минут

Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции осуществляется с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта. Удобоукладываемость

Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:

  • сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд);
  • жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд);
  • подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости: Марка по удобоукладываемости Норма по жёсткости, с Осадка конуса, см Сверхжесткие смеси СЖ3 Более 100 — СЖ2 51—100 — СЖ1 менее 50 — Жесткие смеси Ж4 31—60 — Ж3 21—30 — Ж2 11—20 — Ж1 5—10 — Подвижные смеси П1 4 и менее 1—4 П2 — 5—9 П3 — 10—15 П4 — 16—20 П5 — 21 и более

Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4. Другие важные показатели Прочность на изгиб. Морозостойкость — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон. Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

Пропорции огнеупорного бетона

Приготовление огнеупорного бетона должно вестись с соблюдением определенных пропорций. Если с использованием материала планируется возвести камин, то раствор после затвердевания должен будет выдерживать температуру в пределах 1200 °C. Из смеси можно изготовить камин и топливник. Для проведения работ понадобится 1 часть бетона марки М-400, 2 части песка из огнеупорного кирпича, столько же частей крошки из боя кирпича, а также 0,33 части пылевидной шамотной добавки.

Пропорции огнеупорного бетона

Если вы планируете выстраивать монолитный очаг, то на него в процессе эксплуатации отопительного оборудования постоянно будет воздействовать открытое пламя. Для этого требуется приготовить раствор со следующими пропорциями: 2,5 части щебня, часть бетона, 0,33 части шамотного песка. Что касается щебня, то он может быть выполнен из кварцевого или красного кирпича, в качестве альтернативного решения иногда используется тонкомолотый красный кирпич.

Разновидности пигментов и их свойства

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

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

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