Легкие бетоны: виды, свойства, применение

Коэффициент морозостойкости бетона (F)

Коэффициент морозостойкости бетона — это количество циклов замораживания- размораживания бетона, при которых он сохраняет свои первоначальные характеристики. Обозначается буквой F с цифрой от 25-1000.

Как это происходит на объектах? Например, грунтовые воды на капиллярном уровне проникают в фундамент, при понижении температуры замерзают там. Замерзая, вода расширяется и раздирает бетон — образуются микротрещины. В следующий раз воды еще больше увеличат «насиженное» место, что, согласитесь, снизит прочность бетона. Конечно, это теория, на практике фундаменты защищены гидроизоляцией, отмостками гидрофобизаторами.

На СТРОЙТЕХ ПСК испытания образцов бетона на морозоустойчивость проводится в критических режимах. Бетонный кубик насыщают «по полной» водой или в специальным раствором и замораживают до -18. В промежутках замеряют прочность до достижения критической точки — потери заявленной прочности. Количество таких циклов вода-лед и есть коэффициент морозостойкости бетона.

Для увеличения коэффициента морозоустойчивости заводы по производству ЖБИ применяют различные добавки в бетон, например, воздухововлекающие. Но в этом случае уменьшается его прочность. Лучшие результаты получаются от использования в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент.

В частном строительстве средняя морозостойкость — F100-F200.

Параметры классификации бетонных смесей

Бетонные смеси изготавливают по технологическим картам. В зависимости от назначения материалу придают определённые свойства. Условия эксплуатации бетонных конструкций определяют необходимые характеристики.

Общая классификация бетонов опирается на следующие параметры:

• назначение: конструктивные, специальные (с добавками);
• плотность: тяжелые (больше 2000кг/м. куб.) и лёгки (с меньшим показателем 2000кг/м. куб.);
• тип вяжущего наполнителя: цементные, шлаковые, гипсовые, известковые, полимерные;
• структуру: крупнопористый, ячеистый, поризованный, плотный;
• вид заполнителя: пористый, специальный, плотный.

К основным показателям прочности бетона относятся марка и класс.

Описание материала

С учетом требований ГОСТ 25192-2012 бетон называется легким при его марке плотности в пределах D800-D1200 и особо легким – менее D800. К характерным свойствам этой разновидности относят низкую теплопроводность и отсутствие в составе тяжелых фракций. Стандартный размер зерен заполнителя варьируется в пределах 20 мм, (реже – до 40), однородность и формирование нужной структуры после застывания обеспечивается вводом пластифицирующих и порообразующих примесей. Уступая тяжелым маркам в прочности они выигрывают в огнестойкости, способности к энергосбережению и шумопоглощению и оказывают меньшую нагрузку на фундамент. В зависимости от целевого назначения разделяются на теплоизоляционные (с классом от В0.35 до В2) и конструкционные (от В2.5 до В40). Структура материала может быть разной, к этой разновидности относятся обыкновенные марки с полностью заполненными раствором пустотами между частицами заполнителя, беспесчаные крупнопористые смеси и ячеистый бетон с объемом вовлекаемого газа или воздуха до 85 %.

Как определить качество бетона после затвердевания

Чтобы оценить качество получившегося изделия, существует несколько способов, которые знают опытные строители.

• Внимательно осмотрите образовавшуюся поверхность изделия или фундамента. Бетон высокой марки должен иметь гладкую поверхность, без пор и наслоений. Если работы по заливке осуществлялись при низкой температуре в зимнее время, на поверхности не должны появляться характерные узоры, которые свидетельствуют о промерзании смеси. Наличие узоров говорит о промерзании при заливке, они понижают бетонную марку на 70-100 пунктов (с М300 до М200-250);
• Молотком, который весит не более 500 г, постучите по фундаменту после набора 70% прочностных характеристик. Звук должны быть звонким. Если при звонком звуке во время удара на поверхности остаются отпечатки молотка, это показывает, что плотность бетона составляет 150-200 кг/см2. Глухой звук указывает на низкую марку смеси, и говорит, прочность которой не превышает величины 100 кг/см2. А если при ударе на поверхности образуются трещины или материал крошится, рекомендуется провести заливку заново.

При помощи ударов по зубилу молотка, имеющего небольшой вес (300-400 грамм), также можно узнать качество бетона. Нужно оценить, как и на какую глубину зубило погружается в бетон при ударах средней силы.

• Если острие погружается глубоко и легко, не попадая на щебень или гравий, марка ниже М70.
• При глубине погружения, составляющей до 5 мм, можно полагать, что марка эквивалентна М70-М100.
• Для бетонов марки М100-М200 при ударе зубила на поверхности всего лишь отделяются небольшие тонкие прослойки.
• Если следов от зубила не остается совсем или имеется неглубокий след и отслоения полностью отсутствуют – можно полагать, что марка бетона выше, чем М200.

Однако все эти методы дают лишь приблизительную оценку. Только лабораторные испытания позволяют точно определить качество залитого бетона и надежность конструкции. При этом используется специальная техника, измерительные устройства и инструменты. Кроме испытания отлитых контрольных образцов (куб с ребром 10 см) существует много неразрушающих методов проверки качества смеси – ультразвуковой, ударно-импульсный, другие приборы и методы контроля. Перечисленные же выше методы являются «народными» и не претендуют на высокую точность. Кроме того, надежность определения зависит от опыта мастера, который старается определить марку бетона.

Водонепроницаемость бетона

Согласно ГОСТ 12730.5-84 марка бетона по водонепроницаемости обозначается буквой «W» и цифрами от 2 до 20, определяющими максимальное давление (МПа) воды, которое способна выдержать бетонная конструкция.

Если рассматривать классификацию бетона по маркам, исходя из показателей водопоглощения состава, то материалы будут отличаться следующим образом.

Рассмотрим основные классы бетона по показателю W:

• W2 – означает, что выбранный материал отличается большой проницаемостью и не поглощает большие объемы влаги. Такой бетон не подходит для гидроизоляции.
• W4 – впитывает чуть меньше влаги, но также не рекомендован для гидроизоляционных работ.
• W6 – подобные смеси отличает пониженная проницаемость и средний уровень поглощения воды, благодаря чему они чаще всего применяются в строительстве жилых домов.
• W8 — классификация бетона свидетельствует о том, что состав впитывает не более 4,2% влаги.

Помимо маркировки бетона по водонепроницаемости, также следует учитывать устойчивость материала к низким температурам.

Технология изготовления

Для малых архитектурных форм из бетона, когда не требуются большие объемы этого материала, его можно изготовить своими силами. Для этого понадобится бетономешалка и инструменты для формовки: шпателя и мастерки различных размеров, матричные валики, штампы, в зависимости от того, как будет формоваться поверхность.

Компоненты для декоративного бетона, а также технология производства своими руками очень просты. На 1 часть белого цемента не менее М400, берется 3 части очищенного кварцевого песка, мраморной или гранитной крошки, щебень (фракция не более 20 мм) и 2 части воды. Добавляется армирующий элемент — фиброволокно, из расчета 600 г на 1 м³ раствора. Для достижения нужных показателей вводятся пластификаторы, присадки для повышения адгезии и морозостойкости. Для приготовления арт-бетона:

• Все сыпучие составляющие просеиваются через сито;
• На сухую цемент и наполнители смешиваются вручную или в бетономешалке;
• В получившуюся смесь добавляется пигмент, после она тщательно перемешивается, чтобы он равномерно разошелся по всему объему;
• При ручном замешивании в сухом материале делается воронка, куда добавляется вода, для бетономешалки вода заливается в бак.

После тщательного перемешивания раствор может заливаться в готовые формы для декоративного печатного бетона, брусчатки, тротуарной плитки или других готовых изделий. Его можно наносить на каркасы, покрытые специальной сеткой, а после формовать руками, при помощи мастерков и шпателей.

Для небольших партий арт-бетона производители предлагают уже готовую сухую смесь и жидкость для замешивания. В этом случае изготовление занимает несколько минут, но основным критерием готовности остается тщательное перемешивание материала, комковатая структура резко снижает его качество.

Классификация бетонных растворов по маркам

Классификация видов бетонных растворов по маркам осуществляется в интервале: от марки 50 до марки 1000.

Указанная величина определяется с учетом объема цемента, добавленного в единицу бетонного раствора. Прочность бетонного вещества на сжатие вычисляется в кг на см2.

Исходя из этого, название марок бетона обозначается буквой М, с идущими после нее цифрами.

Большое цифровое обозначение говорит о высокой прочности растворов, а значит, подтверждает его высокое качество.

При этом, чем выше марка бетона, тем сложнее с ним работать, так как состав высокой плотности быстрее затвердевает.

Например, при изготовлении подушки под заливку фундамента, в ходе дорожных работ применяют бетоны марок 100 или 150.

В процессе изготовления отмостков, дорожек и стяжек, повышение марок бетона происходит до показателя с прочностью 200 и 350.

При этом марка М350 считается одной из распространенных, так как ее универсальные свойства отвечают всем необходимым требованиям индивидуального строительства.

М350 используется при сооружении разного типа фундаментов, в процессе возведения бетонных ступеней и опорных элементов стен.

Кроме того, марка 350 нашла свое применение в коммерческом строительстве.

С ее помощью получают фундаменты цельной конструкции, монолитные балки и стены, а также дорожные покрытия, свойства которых позволяют выдерживать большие механические нагрузки.

В результате такие марки как 250 и 300, потихоньку уходят со строительного рынка.

Технические свойства марок с высокими цифровыми показателями 400 и 450, делают возможным их применение при сооружении гидротехнических объектов, с расчетом на высокие нагрузки.

Более высокие марки бетона – М500 и М550, используют для возведения конструкций с особыми техническими требованиями (метро, дамбы или плотины).

Виды:

По подвижности

Подвижность смеси связана со свойством растекаться под влиянием собственного веса. Иными словами, чем бетонный раствор легче, тем меньше он растекается. Однако этот фактор зависит также от соотношения количества пластификатора и жидкости. Строители определяют подвижность смеси при помощи специального конуса, высота которого должна составлять тридцать сантиметров. В него заливают цементный состав, затем конус убирают. По тому, как бетон сползает, специалисты устанавливают осадку раствора.

Также важно отметить, что современные технологии позволяют создавать сухие смеси для строительных работ, которые после добавления жидкости и перемешивании образуют составы нужной консистенции. Так возникла классификация бетонных растворов по готовности: на рынке представлены средства, которые готовы к использованию, и сухие

Средства, готовые к применению, перевозят при помощи спецтранспорта — автобетоносмесителей, однако возможна транспортировка материалов в кузове самосвала.

Применение бетона в строительстве

Этот материал чаще всего используют для монолитного строительства, его заливают в опалубку, укрепляя состав арматурной сеткой. Такие конструкции называют железобетонными и на сегодняшний день они считаются самыми прочными и долговечными. Также не последнюю роль здесь играет стоимость состава, они достаточно низкая, а также высокая скорость возведения зданий из монолита.

1. Использование в монолитном строительстве. Как происходит строительство монолитного дома. Технология строительства из бетона достаточно проста, устанавливается опалубка нужного элемента здания и заливается смесь. После затвердевания, порядка 3-4 недель, опалубка разбирается, а монолитная конструкция остается. Таким образом возводятся все элементы: стены, перекрытия, колонны и даже шахты лифтов.
2. В частном строительстве он применяется для заливки ленточного фундамента, перегородок над проемами, бетонной подушки или армопояса. Иногда бетон применяют для заливки междуэтажных перекрытий. Так же применяется при возведении домов методом каркастно-монолитной технологии.
3. В дорожном строительстве. Для устройства дорог с повышенной нагрузкой часто применяют именно бетонные составы.

Также часто используют изделия из бетона:

• фундаментные блоки,
• дорожные бетонные блоки,
• плиты перекрытия,
• бетонные балки перекрытия,
• шлакоблоки,
• канализационные кольца,
• колонны и тд.

Использование при строительстве из несъемной опалубки. Бетон заливают в блоки в качестве наполнителя. После застывания он образует прочный и долговечный каркас, а несъемная опалубка будет служить в качестве утеплителя стен. Технология достаточно новая, но уже распространенная. Как правило используют марки М300 -М400, в некоторых случаях М450, если дом будет иметь 2 этажа или более.

Основные показатели бетона

Бетон классифицируется по нескольким показателям, среди которых особенно выделяются:

прочность на сжатие. Именно по ней можно определить класс бетона.

В соответствии с приведенными на этикетках цифрами можно понять, какое давление в миллипаскалях может выдержать материал. В соответствии с этим параметром необходимо производить расчеты нормативного и расчетного сопротивления;прочность. Маркируется специальными обозначениями в виде буквы М с указанием цифры.

Измеряется в килограммах на квадратный сантиметр;удобоукладываемость. Обозначается буквой П. По этому параметру бетоны подразделяются на подвижные, жесткие и сверхжесткие;

Также существуют морозоустойчивость (обозначается буквой F с цифровыми показателями), изгибная прочность, водонепроницаемость (обозначается буквой W с соответствующими цифрами). Последняя показывает способность материала выдерживать максимально допустимое значение водного давления.

Обозначение бетонной смеси

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно состоять из:

• типа бетонной смеси (сокр. обозначение);
• класса по прочности;
• марки по удобоукладываемости,
• при необходимости, марки морозостойкости, марки водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
• обозначение стандарта.

Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010.
В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»).

Виды бетона

Согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 7473-2010 (ранее 7473-94) классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

• По назначению различают
  • бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий)
  • специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

• По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
• По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
• По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
• По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении или в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-2012 используется следующая классификация.

По средней плотности бетоны подразделяют на:

• особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
• тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м³);
• облегченные (плотность 1800—2200 кг/м³);
• легкий (плотность 500—1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:

• тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
• жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
• товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

Способы обработки декоративного бетона

После того, как декоративный бетон изготавливается, укладывается или наносится на поверхность, его нужно обработать. Делается это механическими способами:

• Шлифовка и полирование для достижения гладкой поверхности.
• Для создания нужных выемок или неровностей используется пескоструйное оборудование.
• Тиснение, гравировка.

При изготовлении архитектурного бетона сразу вводятся цветовые пигменты, обеспечивающие стойкость цвета. Могут наноситься дополнительные расцветки, защитные покрытия.

Для формовки изделий из арт-бетона применяется несколько основных технологий:

• Набивка – заливка готовых форм и трамбовка для повышения плотности материала. Подходит для изготовления готовых элементов сложных геометрических форм.
• Вибропрессование на вибростолах, используется для изготовления простых форм, например, тротуарной плитки.
• Использование готовых пресс-форм и гидравлического пресса позволяет создать тонкостенные высокопрочные элементы.
• Художественное литье позволяет получить декоративные элементы любой нужной геометрии. Для уплотнения материала, формы для литья устанавливаются на виброплощадках.
• Тиснение применяется для придания нужной формы поверхности нанесенного на вертикальную или горизонтальную поверхность. Для этого применяются валики и штампы, которые плотно прижимаются к предварительно загрунтованной поверхности.

Применение арт-бетона позволяет за сравнительно небольшие деньги создавать изысканные формы, красивые декоративные и скульптурные элементы, участки ландшафтного дизайна. Он распространен и во внутренней отделке помещений, создавая основу для будущего стильного дизайна.

По морозостойкости и водонепроницаемости бетоны

Различают также марки бетона по морозостойкости, который в ГОСТе помечаются буквой F. Морозостойкость характеризуется наибольшим количеством заморозки и оттаивания со снижением массы и прочности на определённую величину. Самые плотные смеси бетона являются всегда наиболее морозостойкими. В данной категории различают марки бетона от F25 до F1000.

Способность бетона не пропускать воду, что проходит под давлением, называют водонепроницаемостью.

Марки бетона по данной классификации — W2, W4, W6, W8, W12. Несколько лет назад для обозначения этого параметра использовалась русская буква В.

В соответствии с ГОСТ водонепроницаемость определяется способом «мокрого пятна» на небольших кусочках бетона, диаметр которых составляет более 130 мм. Давление воды на кусочки товарного бетона увеличивается постепенно. Временные интервалы между изменениями давлениями прописаны в таблицах ГОСТ. В заключение стоит отметить, что выбор конкретной марки бетона необходимо осуществлять очень тщательно, анализируя особенности его области применения и основные характеристики.

Полезное по теме:

• Товарный бетон: описание сырьевой базы и этапов технологического процесса производства
• Стойкость бетона к внешним воздействиям: рекомендации по антикоррозии, повышение водонепроницаемости и морозостойкости
• Особенности самостоятельного приготовления бетона механизированным методом в домашних условиях
• Перспективы рынка бетона в России: ожидания и возможности

Как обозначается?

Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции — от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.

Что такое? Состав

Товарный бетон – раствор, изготовленный на заводе и доставленный в готовом виде на строительную площадку. Эта функция положена на автобетоносмесители, что имеют необходимое оборудование, которое позволяет перевозить на любое расстояние и местность, готовые к использованию смеси. Его еще называют БСГ – бетонная смесь готовая.

Такой раствор получается при смешивании составляющих в необходимых пропорциях:

• цемент;
• вода;
• песок;
• щебень.

Пропорции составляющих компонентов зависят от желаемого результата. В БСГ также могут добавляться различные добавки, улучшающие свойства бетонного раствора. Такая смесь отличается от приготовленного на площадке материала тем, что проводится постоянный контроль производства: от подготовки материалов до транспортировки готового бетона. Для определения необходимой рецептуры применяются не только знания обученного персонала, но и точная техника.

Работники завода изменяют состав в процессе производства в зависимости от конкретных свойств компонентов. Основными составляющими являются вода и цемент. Они обеспечивают вязкость раствора и делают его монолитным. Для правильности водоцементного соотношения необходимо учитывать не только количество воды и цемента, но и такие факторы, как влажность песка и заполнителей.

Немного истории

В качестве искусственного строительного материала, состоящего из воды, наполнителей и вяжущего вещества бетон известен с глубочайшей древности. Более семи тысячелетий назад его использовали жители Междуречья для возведения хозяйственных построек и жилищ. Использовался он и строителями Великих пирамид. Древними римлянами строительство из бетона было выведено на новый уровень – после себя они оставили не только фундаменты зданий, но и целые кварталы бетонных построек. Особенности конструкции римских дорог, куполов, сводов и полов из этого материала и сейчас не утратили своей значимости. Однако в Средние века технология изготовления римского бетона была безвозвратно утеряна.

Конечно, древний бетон – это не то же самое, что и современный. Основное его отличие заключается в составе, на тот момент в нем не было цемента. В качестве вяжущего вещества использовали гипс, известь или глину.

Заполнители легкого бетона

Для производства строительного материала этого типа используются крупные заполнители для легких бетонов ГОСТ 25820-2014, сведенные в таблицу:

Таблица 1.

Мелкий заполнитель регламентируется как: карьерный либо речной песок, а также искусственный песок, полученный тонким измельчением каменных пород и отходов промышленности.

Заключение

Теперь вам известно, какое количество компонентов необходимо соединить, чтобы получить куб бетона определенной марки. Эти пропорции следует соблюдать, только тогда в итоге удастся получить высокопрочную конструкцию. От ее надежности и долговечности порой зависит качество всего здания. Но для начала вам необходимо определить, бетон какой марки лучше использовать для решения тех или иных задач.

Если не учесть марку бетона, то можно столкнуться с проблемами в процессе эксплуатации конструкции. Это обусловлено тем, что некоторые бетоны подходят, например, для фундаментов, тогда как другие можно использовать только для возведения легких перегородок. Кроме того, конструкции, эксплуатируемые на улице, требуют специальных добавок в виде тех, что обеспечивают морозостойкость. А если работы проводятся зимой, то требуется пластификатор.