Виды бетонов применяемые в строительстве

Бетон в современном строительстве применяется повсеместно. Это можно объяснить его разнообразными свойствами, которые формируются в зависимости от состава дополнительных ингредиентов, входящих в него.

Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения специально приготовленной смеси, состоящий из вяжущего материала, крупного и мелкого заполнителя и воды. При необходимости в бетонную смесь вводят специальные добавки, улучшающие его технологические и структурные характеристики. Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

Бетон как строительный материал известен с глубокой древности. Большим строительным мастерством и секретом изготовления искусственного камня на основе вяжущих веществ владели еще предшественники римлян — этруски (1-е тысячелетние до н.э.) и древние римляне.

Римляне построили множество величественных зданий и грандиозных сооружений как у себя, так и в странах, бывших тогда под их владычеством. Многие из них стоят и сегодня. К наиболее ярким шедеврам относятся: Колизей (75—80 гг. н.э.) — амфитеатр для гладиаторских боев и других зрелищ и Пантеон (ок. 125 г. н.э.) — храм, посвященный всем богам.

Все про бетон: состав, марки, способы применения

Бетонные стены Пантеона массивны, достигают семиметровой толщины. Он сохранился до наших дней почти в том же виде, в котором его возвели древние римляне. Современное строительство тем более немыслимо без применения бетона. Поэтому знания о свойствах и характеристиках бетона, а так же о современных видах бетона остаются актуальны и сегодня.

Общие сведения о бетоне

Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Возможность получить материал с самым различным комплексом свойств, высокая архитектурно-строительная пластичность, сравнительная простота и доступность технологии, малая энергоемкость и возможность успешного использования местного сырья и утилизации техногенных отходов, хорошие технико-экономические показатели, экологическая безопасность — все это вывело бетон на первое место среди строительных материалов.

Технико-экономическими преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет изготавливать конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры.

Бетон долговечен и огнестоек, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах. Недостатком бетона, как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток бетона устраняется в железобетоне, когда растягивающее напряжение принимает арматура. В силу этих основных преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой современного строительства.

Виды и классификация бетона

Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего: бетон на неорганических вяжущих (цементные бетоны, гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные бетоны, жаростойкие бетоны и др. специальные бетоны) и бетон на органических вяжущих (асфальтобетоны, пластбетоны).

Цементные бетон 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 бетон, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлого бетона предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов России привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетон, что достигается применением быстро твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и другими способами.

К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлым и лёгким бетоном 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 бетоны подразделяются на обычные лёгкие бетоны (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные лёгкие бетоны (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые лёгкие бетоны, 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 бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3.

По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны 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 бетонов 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 бетонов: макро- и микроструктурной теорий прочности бетонов с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций бетонов и др.

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;

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/ кубетон м.;

— тяжелые — 1800. 2500 кг/ кубетон м;

— легкие -500. 1800 кг/ кубетон м;

— 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/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800. 2000 кг/ кубетонм. 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. лавной 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).

В зависимости от области применения различают:

— обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);

— гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;

— бетон для ограждающих конструкций (легкий);

— бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;

— бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).

Источник: studopedia.ru

Виды бетонов, разновидности: классификация, какие бывают, применение бетонных смесей

Бетон — строительный материал искусственного происхождения, состоящий из 4 основных компонентов, дозированных в различных пропорциях: связующее вещество (преимущественно — цемент), заполнитель (песок, отсев, щебень), вода и различные специальные добавки.

В процессе физико-химической реакции происходит взаимодействие связующего вещества с водой и кристаллизация частиц связующего, в результате чего образуется искусственный камень заданной формы.

Классификация бетона

Использование компонентов в различных пропорциях позволяет получить виды бетонов, соответствующие требуемой марке и классу, а также стандартам при возведении конструкций. Марка состава характеризует предел прочности на сжатие в кгс/кв.см.

В строительстве применяются марки от М50 до М800 с шагом 50 единиц. Классом по прочности называют прочность бетона в МПа. Классы находятся в пределах от В1 до В60.

• предназначение;
• вид связующего;
• вид заполнителя;
• структура;
• прочность;
• усредненная плотность;
• водонепроницаемость;
• морозостойкость.

Разновидность бетона относительно своей структуры

Структура бетонов определяется размером, формой, количеством и взаимным расположением всех компонентов, входящих в смесь, а также зависит от содержания и размещения связующего материала (цементного камня) в растворе.

1. Плотная.
2. Ячеистая.
3. Зернистая.

В отличие от ячеистой структуры, составляющие заполнителя в бетонах плотной структуры расположены тесно друг к другу внутри связующего вещества. В ячеистой же поры распределены равномерно по всему объему раствора в виде отдельно размещенных камер.

Зернистая структура составов является крупнопористой и выглядит как множество соединенных между собой зерен материала. Самой высокой прочностью обладают смеси с плотной структурой, также они менее водопроницаемы в отличие от остальных.

Бетоны еще классифицируют по типам на макро- и микроструктуру. В структурные элементы макроструктуры входят крупный заполнитель, песок, цементный камень и воздушные поры. Структура, видимая невооруженным глазом, является макроструктурой.

Микроструктуру можно различить только под микроскопом, в составе она имеет непрореагировавшие зерна цемента, новообразования и микропоры различного вида. Микроструктура формируется в процессе длительного твердения бетонной смеси.

Разновидность относительно связывающего вещества

Выбор связывающего вещества непосредственно влияет на прочность смеси. При производстве раствора, возможно комбинированное использование связывающих веществ, но не более 3. Данный метод позволяет достичь требуемых свойств в зависимости от применения данного состава.

Источник: 1beton.info

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

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.

Источник: betonpro100.ru