СОДЕРЖАНИЕ:
- Что такое бетон?
- Свойства и применение
- Состав бетона
- Однородность бетона
- Марки бетона
- Таблица пропорции для изготовления бетона
- Классификация бетона по плотности
- Классификация по типу вяжущего вещества
- Морозостойкость бетона
- Водонепроницаемость бетона
- Истираемость бетона
- Добавки для бетона
- Скорость набора прочности бетона
- Что такое «осадка конуса» и как ее измерить?
Описание бетона — пластичный строительный раствор, который после застывания преобразуется в твердый искусственный камень. Применяется для изготовления дорог, фундаментов, стен, перекрытий зданий жилого и промышленного назначения.
На современном рынке представлена бетонная смесь с разным составом. Каждый вариант позволяет получить конструкции с определенными параметрами прочности, морозостойкости, сопротивляемости к деформациям, истиранию в различных условиях эксплуатации. Чтобы приобрести товарный бетон с подходящими характеристиками и не переплатить, стоит разобраться с классификацией и сферой применения.
Что такое бетон?
Бетон — это текучая смесь, состоящая из цемента, воды и наполнителей. В качестве последних выступают побочные продукты дробления горных пород или отходов металлургической промышленности. Бетон используется для укрепления сооружений, соединения отдельных элементов конструкции, выравнивания поверхностей. Из него также изготавливают ландшафтный декор и малые архитектурные формы.
Свойства бетона и применение
По прочности застывший бетон похож на камень. Благодаря этому свойству бетон нашел широкое применение в строительстве:
- заливка монолитного фундамента — после застывания из бетона получается плита, которая по прочности и долговечности превосходит металлические сваи или кирпичные столбы;
- возведение стен, межэтажных перекрытий — бетон заливают в предварительно подготовленную опалубку, собранную по габаритным размерам требуемой архитектурной формы;
- обустройство заграждений, изготовление бордюров, опорных столбов, монолитных плит, заборов;
- герметизация швов — скрепляют между собой отдельные элементы железобетонных конструкций, тем самым герметизируя их;
- внешняя и внутренняя отделка зданий — при помощи цементной смеси выравнивают стены, делают декоративную «шубу», имитацию кладки дикого камня, кирпича или плитки, также материал используют в качестве крепежа фасадных панелей;
- возведение гидравлических объектов — мосты, дамбы, колодцы, плотины, чаши бассейнов;
- обустройство дорог – используется при укладке тротуаров, автобанов государственного значения, взлетных полос аэропортов. По долговечности, гладкости и функциональности покрытия превосходит асфальт;
- строительство спортивных площадок — обустройство основ под игровое поле, зрительские трибуны, другие инфраструктурные объекты (столбы для счетного табло, осветительных приборов, видеотехники);
- изготовление малых архитектурных форм (МАФ) – из бетона делают ступени, лавочки, урны, ландшафтные и архитектурные скульптуры.
Также бетон применяют для улучшения специфических свойств объектов. С его помощью повышают термостойкость, химическую, звуко-, гидро- или радиационную защиту конструкций. Для этих задач используют растворы со специальным химическим свойством.
Состав бетона
В состав бетона входит три базовых компонента:
- Вода. Занимает около 20 % общего объема раствора. Вода необходима для смешивания других компонентов, обеспечения необходимой влажности и текучести состава, равномерного застывания для приобретения прочности;
- Вяжущее вещество. В зависимости от марки и назначения оставляет от 30 до 45 % раствора. Вяжущее вещество объединяет все остальные составляющие в единую массу, отвечает за обеспечение конкретных свойств застывшего изделия. Основным компонентом выступает цемент. Он повышает прочность готовой конструкции;
- Заполнители. Отвечают за прочность плиты после застывания. Заполнители делят на мелкофракционные (песок) и крупнофракционные (шлак, щебень, керамзит). На них приходится до 50 % смеси.
При необходимости в состав бетона подмешивают модифицирующие добавки. К ним относят пластификаторы, армирующие волокна, регуляторы схватывания, морозостойкости, пористости, прочности, коррозийной стойкости.
Что такое однородность бетона?
Рассчитывается из совокупной плотности и пористости компонентов массы. В упрощенной, более понятной для потребителя форме используют не однородность, а плотность и прочность бетона. Плотность маркируют буквой D. Она зависит от зернистости фракции добавок, исчисляется в диапазоне D1500 — D2500. Чем выше показатель, тем прочнее будет изделие.
Прочность на сжатие (B) обозначает способность застывшего бетона выдерживать нагрузки. Измеряется в кгс/см². Параметр приводится в единицах от 3,5 до 100, где 100 — наивысший показатель стойкости.
Марки бетона
Законодательство четко делит бетоны на марки М-100, М-150, М-200, М-250, М- 300, М-350. Нормативы допускают следующие варианты использования цементирующих смесей.
Марка М-100
Пористый, хрупкий материал с использованием цемента D-400/500, горных пород класса не ниже 300. Бетон М-100 легко пропускает воду, неустойчив к механическим повреждениям.
Подходит для формирования:
- подушки фундамента зданий, нижнего слоя дорожного полотна с минимальной транспортной нагрузкой;
- скрепления бордюрного камня при строительстве дорог;
- несущих элементов объектов частного малоэтажного строительства без строгих требований к условиям эксплуатации сооружения;
- бетонирование опор заборов.
Из бетона этой марки не получится сделать прочное дорожное покрытие или фундамент, зато М-100 незаменим при черновых работах.
Марка М-150
Долговечнее и прочнее М-100. Быстро застывает. Применяется для строительства гидроизолированной фундаментной подушки капитальных одноэтажных объектов, оснований временных строений.
Также М-150 используют при стяжке пола в нежилых помещениях, возведении внутренних перегородок, обустройстве пешеходных дорожек парковых, приусадебных зон, заливке столбов и других конструкций с нагрузкой до 150 кг/см².
Марка М-200
Отличается средней прочностью и морозостойкостью. М-200 выдерживает до 200 кг/см². Одна из наиболее распространенных марок.
Бетон В15 востребован для:
- строительства малоэтажных сооружений;
- заливки ленточного или столбчатого фундамента на устойчивых почвах;
- изготовления лестниц, пандусов, бордюров, отмосток, строительных плит;
- заливки монолитных полов коммерческих объектов.
Изделия из бетона марки М-200 соответствуют прочности на сжатие В15, рассчитаны на эксплуатацию в условиях умеренного климата. Хорошо зарекомендовал себя на открытых площадках, а также при использовании внутри помещений.
Марка М-250
Тяжелый бетон с прочностью на сжатие В20 и предельной нагрузкой до 250 кг/см². Бетон В20 выдерживает до 150-200 циклов заморозки-оттаивания без ущерба для прочности конструкции. Смесь используют для заливки фундаментов, несущих стен малоэтажного частного строительства. М-250 доступен по цене, а после высыхания хорошо удерживает влагу. Вот почему он востребован для возведения технических колодцев, коммуникационных опор.
Марка М-300
Надежный строительный материал с несущей способностью 300 кг/см². Влагоустойчивый и прочный предназначен для строительства:
- верхних пластов многослойных дорожных полотен под спортивные дорожки, подъездные пути к офисным центрам;
- тротуарных плит;
- водосточных каналов;
- монолитных фундаментов малоэтажных зданий жилого, общего назначения.
Марка М-350
Бетон имеет повышенную прочность и гидроизоляционную способность. Предельно допустимая нагрузка составляет 350 кг/см².
Бетон В25 предназначен для изготовления опорных конструкций с высокой нагрузкой. К ним относятся технические сооружения, мосты, колонны, опорные балки высотных зданий. Сюда же относятся каркасы банковских хранилищ, средние слои площадок паркингов, взлетных полос аэродромов.
Пропорции для приготовления бетона
Пропорции для приготовления бетона подбирают исходя из назначения и требований, выдвигаемых к итоговому изделию. Как правило, используют следующие пропорции цемента (Ц), песка (П), щебня (Щ) и воды (В):
Таблица пропорции бетона для приготовления 1 м³
| Марка бетона | Марка цемента | Фракция щебня, мм | Цемент, кг | Цемент, литры | Песок, кг | Песок, л | Щебень, кг | Щебень, л | Вода, л |
| 100 | 300 | 40 | 242,16 | 220,97 | 760 | 528 | 1132 | 839 | 208 |
| 100 | 300 | 20 | 257,3 | 234,09 | 760 | 704 | 1117 | 827 | 208 |
| 150 | 300 | 40 | 302,7 | 275,4 | 680 | 472 | 1211 | 816 | 211 |
| 150 | 300 | 20 | 322,88 | 293,62 | 671 | 465 | 1200 | 889 | 211 |
| 200 | 300 | 40 | 354,16 | 321,87 | 665 | 463 | 1173 | 869 | 205 |
| 200 | 300 | 20 | 378,38 | 344,07 | 640 | 444 | 1173 | 869 | 208 |
| 150 | 400 | 40 | 237,12 | 216,94 | 1165 | 532 | 1132 | 833 | 205 |
| 150 | 400 | 20 | 253,26 | 229,04 | 760 | 528 | 1123 | 831 | 208 |
| 200 | 400 | 40 | 282,52 | 257,3 | 751 | 521 | 1111 | 823 | 208 |
| 200 | 400 | 20 | 302,7 | 275,46 | 680 | 472 | 1211 | 896 | 211 |
| 300 | 400 | 40 | 414,7 | 376,36 | 655 | 455 | 1125 | 833 | 211 |
| 300 | 400 | 20 | 443,96 | 403,6 | 620 | 431 | 1131 | 837 | 211 |
| 150 | 500 | 40 | 201,8 | 176,58 | 811 | 563 | 1191 | 881 | 211 |
| 150 | 500 | 20 | 273,44 | 184,65 | 811 | 563 | 1180 | 881 | 200 |
| 200 | 500 | 40 | 247,21 | 214,92 | 755 | 524 | 1132 | 839 | 208 |
| 200 | 500 | 20 | 262,34 | 229,04 | 715 | 497 | 1175 | 871 | 211 |
| 300 | 500 | 40 | 383,42 | 333,98 | 660 | 459 | 1151 | 852 | 211 |
| 300 | 500 | 20 | 363,24 | 315,82 | 720 | 500 | 1111 | 889 | 211 |
| 400 | 500 | 40 | 438,92 | 382,41 | 625 | 435 | 1131 | 837 | 211 |
| 400 | 500 | 20 | 459,1 | 299,56 | 615 | 427 | 1115 | 827 | 211 |
Классификация бетона по плотности
Особо тяжелыми называют бетоны с плотностью от D2500. Они замешиваются на тяжелых добавках, таких как барит, лимонит, магнетит, чугунная дробь, обрезки стали. Такие строительные составы применяют для возведения специальных конструкций, например, зданий атомных электростанций.
Тяжелые бетоны D2000-D2500 предназначены для строительства несущих конструкций. Растворы замешиваются с использованием плотного песка, твердых горных пород.
Легкие бетоны D1000-D2000 содержат пористый наполнитель. С их помощью заливают заборы, плиты межэтажных перекрытий.
Особо легкие бетоны ≤D800 с пористыми наполнителями применяют для выравнивания поверхностей, заделки швов, повышения теплоизоляционных свойств объекта, декоративной отделки.
Классификация по типу вяжущего вещества
Выделяют несколько категорий:
- Стандартный (цементный, шлакощелочной). На основе цемента. Применяется в частном и промышленном строительстве для заливки фундамента, железобетонных балочных конструкций, перекрытий, колон;
- Гидротехнический (известковый, силикатный). Замешивается с добавлением силикатов. Подходит для возведения каналов, шлюзов, плотин, водозаборных объектов и канализационных сливов;
- Транспортный. Предназначен для строительства мостов, путепроводов, элементов благоустройства автомобильных и железных дорог (столбов, бордюров, шпал, ливневых сливов);
- Дорожный. Изготавливается с добавлением битума. Используется для укладки автобанов, взлетных полос аэропортов;
- Жаростойкий. Содержит до 35 % глинозема (оксида алюминия). Готовые изделия выдерживают регулярный нагрев до температур в диапазоне +800…1800°С. Жаростойкий материал незаменим для строительства доменных печей, градирен, объектов металлургической отрасли;
- Теплоизоляционный. Предназначен для заделки швов, повышения термозащиты здания. Замешивается с применением гипса, армирующих волокон;
- Коррозиестойкий (полимерный). Применяется для строительства объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях агрессивных сред. В состав бетона включают такие полимерные добавки, как фуриловый спирт, фурфурол, фуритол, ацетонформальдегидная смола АЦФ-3М, компаунда из фурилового спирта с фенолформальдегидной смолой ФРВ-1 (ФРВ-4) или тетрафурфуриловый эфир ортокремневой кислоты ТФС;
- Специальный. Смесь с добавлением металлической крошки, серы, каменного угля, керосина используют для сооружений атомной энергетики, кабинетов для рентгеновских аппаратов.
Что такое морозостойкость бетона?
Параметр морозостойкости бетона F — означает количество циклов замерзания-оттаивания, выдерживаемых бетоном без снижения прочности. По базовому методу классификации параметр может принимать значения от F50 до F400. Конструкции для эксплуатации в условиях с температурами до -20℃ подойдет бетон с маркировкой F200. В климате с морозами -20…-50 ℃ применяют F300.
Что такое водонепроницаемость бетона?
Показатель водонепроницаемости бетона указывает на способность изделия из бетона сопротивляться негативному воздействию воды. Параметр обозначают символом W. Критерий охватывает значения от W2 до W20, где W менее 4 считается низким параметром водопроницаемости, W4-8 — средним, а W8-12 соответствует высоким гидроизоляционным свойствам готового изделия.
Что такое истираемость бетона
Параметр истираемость бетона G — обозначает устойчивость готовой бетонной конструкции к трению. Параметр приводят в величинах G1, G2, G3, где G3 — максимальный показатель. Указывается в инженерной спецификации.
Что такое добавки для бетона, и для чего они нужны?
Применение дополнительных компонентов способно менять свойства бетона под требуемые параметры, тем самым улучшая качество возводимого вооружения. Добавки для бетона выпускают в форме жидкостей и порошков. Выделяют три группы добавок:
- Пластификаторы. Увеличивают подвижность раствора, повышают удобство заливки смеси, снижают расход. Пластификаторы минимизируют риски образования пустот в углах опалубки;
- Модификаторы. Повышают прочность, долговечность изделия. Ускоряют застывание смеси;
- Химические присадки. Позволяют насытить состав воздухом, улучшить водонепроницаемость, сопротивляемость морозам или другим коррозийным факторам.
Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры
Скорость набора прочности бетона в зависимости от температуры происходит в два этапа. В естественных условиях при температуре +18…+20℃ первая фаза длится около 20 часов. За это время бетон схватывается по форме опалубки. Далее бетон зреет. В первые 72 часа после заливки бетон набирает 30% прочности. За последующие 2 недели параметр достигает 70%, а 90-100% набирается за 1 месяц.
В жару при +20℃ и выше вода слишком быстро испаряется из бетона. Оставшейся влаги недостаточно для корректной стабилизации смеси. При температурах ниже +5℃ застывание замедляется, а при ниже 0 — останавливается. Любой из неблагоприятных сценариев отвердения бетона снижает прочность изделия. Исключение — автоклавные марки, которые застывают при высоких температурах.
Что такое «осадка конуса» и как ее измерить?
Параметр П (подвижность) указывает на текучесть бетона и его способность принимать необходимую форму до высыхания. Критерий измеряется в единицах ПN, где N — число от 1 до 5. Раствор П1 малоподвижный, на конусе дает усадку до 5 см. У текучего состава П2 показатель составляет 5-9 см. П3 считается сильноподвижным бетоном, проседает на 9-16 см. П4 относится к литым растворам с колебаниями уровня 16-20 см. Осадку конуса учитывают при сборке каркаса для формы изделия.
Если подвижность не указана в спецификации к материалу, ее можно измерить самостоятельно. Для этого понадобится металлический или пластиковый конус Абрамса высотой 300 мм с малым и большим диаметром в 100±2 мм и 200±2 мм соответственно. Емкость устанавливают на гладкий металлический лист размерами от 700×700 мм. Внутреннюю поверхность конуса очищают, смачивают водой. Конус заполняют бетоном равными порциями в три захода. Каждый слой протыкают металлическим штыком не менее 25 раз. После заливки последней порции поверхность массы выравнивают кельмой. Через 3 минуты измеряют разницу между верхней границей смеси на момент заливки последней порции и фактическим уровнем. В соответствии с полученными значениями массе присваивают категорию подвижности П1-П4.
Бетон — незаменимый в строительстве материал. Его использование обходится дешевле натурального камня, а технико-эксплуатационные характеристики конструкции нередко превосходят аналоги из природного сырья. Подобрав подходящую марку можно не только сократить расходы на строительство, но и заметно ускорить сдачу объекта.
Материал подготовил: Евгений Викторович Кузнецов
