Выбор цемента для приготовления бетона

Самовосстанавливающийся бетон

Самовосстанавливающийся бетон определяется как особые типы бетона, способные к самовосстановлению и возвращению в исходное положение или обратно в свое старое положение, вследствие контакта воды или воздуха с негидратированным цементом происходит дальнейшая гидратация.

В бетон вводится самовосстанавливающийся бетон, который помогает устранить трещины за счет образования кристаллов карбоната кальция, которые блокируют микротрещины и поры в бетоне.

В B. Pasteurii, Bacillus Subtilis и B. Spharicus и т.д. бактерии могут использовать в качестве самостоятельного восстанавливающего средства.

Пропорции разных марок

Марку бетона определяют по прочности материала. Она обозначается буквой М и цифрами от 50 до 1000. Популярностью пользуются марки в диапазоне от М100 до М500. Бетон М350-М500 обладает особой прочностью: он применяется для изготовления гидротехнических конструкций, строительства мостов.

Марки бетона имеют состав, определяемый ГОСТом. Все компоненты в материалах взяты в определенном соотношении. Рассмотрим состав популярных марок и их назначение в таблице при условии, что используется цемент М500.

При промышленном производстве бетона подбирают марку цемента, соответствующую классу бетона. Учитывают и другие характеристики, влияющие на пропорции материалов.

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.
Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Что такое железобетон?

Как отмечалось ранее, бетон рассматривается композитным материалом — цементной матрицей с заполнителями для армирования. Такая матрица хорошо работает на сжатие, но не на растяжение. Между тем проблема с растяжением решается, если применять стальную арматуру.

Жидкий бетон укладывают вокруг прочных стальных арматурных стержней (обычно связанных вместе формой клетки). Когда смесь застывает и затвердевает вокруг стержней, получается новый композитный материал – железобетон.

Термин «железобетон» говорит сам за себя. Укреплённая стальной арматурой бетонная структура, представляет собой уже модифицированный, более прочный строительный материал

Железобетонная конструкция характерна высокой сопротивляемостью сдавливанию (обеспечивает прочность на сжатие), в то время как сталь оказывает сопротивление на изгиб и растяжение (обеспечивает прочность на растяжение).

Стальные стержни (арматурные стержни) обычно изготавливаются скрученными прядями с выступами (гребнями, хребтами) на них. Благодаря выступам, арматура прочно закрепляется внутри бетона без риска скольжения. Теоретически допустимо использовать разные виды материалов под армирование.

Как правило, используется сталь, потому что имеет коэффициент расширения и сжатия примерно сопоставимые с теми же показателями бетона. Этот момент важен, так как сопоставимый по коэффициентам материал не способствует растрескиванию структуры в точках связи, на сто способен другой материал с иными коэффициентами. Однако иногда используются другие материалы, в том числе различные виды пластмасс.

Виды легкого бетона

Для простоты понимания, для потребителя в зависимости от способа получения легкие бетоны подразделяют на три вида. В каждой из групп может быть много разновидностей и составов. Используется разные заполнители и различные вяжущие. Традиционно в качестве вяжущего используются цементы (на портландцементе материалы имеют лучшие прочностные характеристики). Вторым по популярности вяжущим является известь, реже используют гипс. Иногда могут применять смеси вяжущих и использовать жидкое стекло.

Ячеистый бетон

Основное отличие от бетона — мелкие поры и однородная структура. Получают путем смеси вяжущего, воды, песка (в некоторых марках песка нет) и добавок, образующих пену или способствующих газообразованию. При использовании пены получают пенобетон, при использовании газообразующих добавок — газобетон. Если газобетоне большая часть вяжущего — известь, получают газосиликат. Основное отличие ячеистых материалов — отсутствие крупного заполнителя.

Обыкновенный легкий бетон

Вместо щебня используют легкие заполнители. Получают из смеси вяжущего, крупного и мелкого заполнителя, воды. От бетона отличаются наличием легкого пористого заполнителя вместо щебня. Практически все пустоты между частицами заполнителя оказываются заполнены, воздушных полостей в таком материале немного — не более 6%.

Крупнопористый легкий бетон

Нет песка и фрагменты заполнителя соединены только в местах соприкосновения. Вместо песка и щебня используют крупный пористый заполнитель, который смешан с разведенным водой вяжущим. Песка нет, потому этот материал еще называют беспесчаным бетоном. Фрагменты заполнителя склеиваются между собой только в тех местах, где соприкасаются, оставляя пустоты незаполненными. Воздушных пустот может быть до 25%.

Характеристики

Свойства тяжелого бетона напрямую зависят от исходного сырья, применяемого в процессе замешивания смеси, и сферы применения материала.

Современная классификация основывается на следующих характеристиках:

1. По классам.
2. По маркам бетонов.
3. По ГОСТу.
4. По стоимости.

По классам

Существующие классы бетонов отличаются как эксплуатационными характеристиками, так и качеством. По стандартам ГОСТа выделяется целая линейка материала с разной классностью. Она включает в себя такие растворы, как В3,5, В5, В7,5, В10, В12,5, В25, В30, В70, В90, В100 и др. Еще стандартами ГОСТ допускается производство промежуточных классов, таких как 27,5.

Перечисленные разновидности характеризуются особыми свойствами, которым нужно уделять внимание при выборе или создании бетонного раствора. Основные характеристики указываются в стандарте.

Марки бетонов

Идентификация марки определяется показателями прочности на сжатие и осевого растяжения. В зависимости от этих свойств выделяют такие марки, как:

1. М50 и М100 характеризуются небольшой прочностью на сжатие, что не позволяет использовать их для широкого спектра строительных работ. Основная сфера применения — обустройство ландшафтов.
2. М150 — марка востребована при производстве стяжек и отмостков.
3. М200 считается наиболее популярным материалом для реставрации фундаментов, площадок и лестниц.
4. М250 и М350 используются для возведения монолитных построек и других конструкций из бетона.
5. М350 демонстрирует повышенную степень прочности и задействуется при изготовлении аэродромных плит.
6. М400 используется для создания защищенных банковских хранилищ, гидротехнических сооружений и мостов.
7. М500-М600 применяются при строительстве метрополитена.

Есть и особо прочные составы с маркой до М800, но их применение встречается достаточно редко.

ГОСТ

Каждый состав тяжелого бетона должен соответствовать некоторым требованиям ГОСТ. Любые отклонения от заданных правил недопустимы. При производстве этого стройматериала нужно учитывать стандарт ГОСТ 26633-2012, который предусматривает наличие следующих значений:

1. Устойчивость к морозу — F500.
2. Водонепроницаемость — W6-W12.
3. Показатели усадки при схватывании — 0,15 мм на 1 м.
4. Прочность на растяжение — Bt10-Bt40.

Стоимость

Стоимость раствора определяется массой факторов, включая цену всех компонентов. Если воду, щебень и чистый песок найти достаточно просто, то покупка пластификаторов и других добавок потребует некоторых усилий и финансовых вложений. Еще ценник зависит от марки смеси. Производство 1 м³ раствора под маркой М100 составит 2400 руб.

Применение сверхтяжелых бетонов в частном строительстве не оправдывает себя, что обусловлено дороговизной всех составляющих. Раствор предусматривает наличие редких элементов.

Что такое бетонная смесь, и из чего она состоит

Бетонной смесью или раствором называют «тесто», которое в процессе отвердевания становится бетоном. Это смесь вяжущего с водой и заполнителями.

Вяжущим в бетонной смеси является цемент.

Цемент

Это вяжущее вещество водного твердения. При перемешивании цемента с водой его компоненты вступают в реакции гидратации, причем одни компоненты включаются в реакции немедленно, другие — позже, поэтому прочность бетона нарастает постепенно, а расчетная прочность формируется на 28-е сутки. В результате реакций гидратации образуются кристаллические соединения, которые и обуславливают прочность готового бетона.

Виды и классификация

При выборе материала необходимо руководствоваться тем, в какой сфере он будет применяться. Кроме того, немаловажным является его состав. Предлагаем вам ознакомиться с некоторыми разновидностями бетона:

• кислотостойкий бетон чаще всего используется при строительстве химических объектов;
• огнеупорный – используется при необходимости возведения объектов, подвергаемых воздействию высоких температур. Такой материал выдерживает до 120 градусов;
• быстротвердеющий тяжелый бетон – в процессе работы быстро схватывается и довольно прочный. При этом быстротвердеющий бетон не теряет своих характеристик;
• дорожный тяжелый бетон – используется при строительстве дорог. Выдерживает большие нагрузки;
• гидротехнический тяжелый бетон может быть использован в строительстве зданий на месте с повышенной влажностью. Даже при длительном воздействии воды бетон не разрушается;
• высокопрочный тяжелый бетон – в процессе производства добавляются специализированные добавки, а также используется специальная технология приготовления;
• железобетон обладает повышенной сопротивляемостью к нагрузкам, которые могут разрушить строение. Железобетон не рекомендуется использовать в строениях, которые находятся под постоянным давлением, так как он будет быстро разрушаться. Для продления жизни конструкций требуется произвести укрепление при использовании арматурных каркасов.

Учитывая разновидность тяжелого бетона, материал используется в различных сферах деятельности.

Марки тяжелого бетона

При выборе тяжелого бетона стоит обратить внимание на его марку, так как от этого зависит, насколько прочное строение получится. В зависимости от свойств, бетон может подразделяться на следующие марки:

• небольшая прочность бетона соответствует маркам М50 и М100. Такой материал используется в процессе обустройства ландшафтного дизайна;
• при строительстве банковских хранилищ используется бетон М400;
• М150 используется при производстве стяжек и отмостков;
• М250 и М350 может быть использован для возведения монолитных построек;
• при необходимости проведения реставрации фундамента используется материал марки М200;
• при проведении строительства метрополитена применяются марки М500-М600;
• М350 может применяться для производства плит, при строительстве полос для взлета и посадки самолетов.

Особо прочным бетоном является материал марки М800, но он встречается довольно редко и практически не используется в производстве.

Свойства

Применением во многих сферах жизни продукция обязана своим специфическим качествам: влаго- и шумонепроницаемости, прочности, гибкости, однородной прочности, теплопроводности, морозоустойчивости и пр. Различают составы: особо легкие (легкие) и тяжелые (особо тяжелые). Объемная плотность бетона (от 400 кг/м3 до 2500 кг/м3 и более) формируется технологией выработки, задает величины показателей качества и сферы применения. Конечные свойства бетонного изделия в своей основе соответствуют той или иной его марке.

Прочность

Характеризует сопротивляемость материала давлению на сжатие. На прочность изделий влияют качество цемента и заполнителей, точность дозирования и качество смешивания составляющих. Прочность материала увеличивается в нормальных условиях (влажности и температуры) протекания физико-химических взаимодействий вяжущего вещества с водой. Набор качества бетоном продолжается до 30 суток. Известные классы продукции по прочности (от В1 до В60) соответствуют определенным ее маркам. К примеру, М400 соотносится с классом В30, который сохраняет качество прочности при предельном значении давления 30 МПа/м. кв.

Водонепроницаемость

Жидкая среда, в которой работают бетонные изделия, разрушает их, вымывая легкорастворимые компоненты. В частности, гашеную известь, которая является водорастворимым веществом. Кислоты, растворенные в грунтовых водах и осадках, также усиливают процессы разрушения. Водонепроницаемость определяет, при каком давлении столба жидкости (в килограммах на 1 см. кв. площади) сохраняется данное эксплуатационное качество материала.

Показатель гидроустойчивости классифицируется в пределах от W2 до W20. Защиту бетону создают применение сульфатостойкого портландцемента, специальных пленкообразующих покрытий, введение в растворы гидрофобных, препятствующих проникновению влаги, и уплотняющих добавок.

Морозостойкость

Замораживание изделий приводит к превращению внутренней воды, находящейся в порах, в лед. Он создает внутренние напряжения, что приводит к растрескиванию и разрушению тела готовых изделий. Таким образом, повышенная пористость продукции увеличивает доступ влаги в материал, что снижает его морозостойкость. Она определяет количество циклов заморозки и оттаивания материала при потере прочности на сжатие и массы вещества в установленных пределах (допустимые значения — 5%). Характеристика обозначается буквой F. Выпускается достаточно бетонов определенных марок морозостойкости от F25 до F1000.

Теплопроводность

Диаграмма теплопроводности материалов.

Плотность материала определяет его теплопроводность. Бетонам приходится работать в разных температурных условиях, в которых состав материала усаживается и теряет прочность. Причина — испарение внутренней воды. Итог — появление трещин и последующее разрушение. Эксплуатация конструкций при постоянном воздействии высоких температур требует применения жаростойких рецептур (BR) соответствующего класса (от U3 до U18). В условиях регулярных воздушных и водных термосмен используют смеси определенных марок термостойкости. В пределах допусков применения материал не деформируется и сохраняет прочность.

Пористость

В бетоне всегда имеются поры. Полностью их исключить из материала невозможно. Развитые технологии производства позволяют создавать продукцию с заданными требуемыми для применения параметрами пористости.

Усадка и деформация

Высыхание бетона приводит к уменьшению объема материала. Усадка находится в пределах 1%. Вызревание смесей также сопровождается преимущественно поверхностными деформациями. Для минимизации проблем применяют минеральные добавки, которые регулируют деформацию и улучшают другие их свойства.

Бетон — что из себя представляет и для чего нужен?

Бетон — это искусственно созданный строительный монолит, или, как его чаще называют, искусственный строительный камень. Изготавливают его из вяжущего вещества, воды, наполнителей и различных добавок, с помощью которых можно изменять свойства бетонной массы, повышая морозостойкость, снижая истираемость, делая ее водонепроницаемой, жаростойкой и т.п.

В классический состав бетона входят:

• цемент;
• песок;
• гравий или щебень;
• вода.

В зависимости от производственной необходимости состав бетонной смеси может меняться. Так, широко используемый в строительстве и ремонтах цементный раствор (смесь цемента, песка и воды) является одной из разновидностей бетона, т.н. пескобетоном. Смеси с использованием полуводного гипса или ангидрида называются гипсобетонами.

С развитием строительной индустрии в состав бетонных смесей начали добавлять новые материалы, чтобы придать искусственному камню нужные характеристики. Например, после введения в его состав стальных опилок появился сталебетон, обладающий повышенной прочностью. Использование в качестве наполнителей пемзы и туфа привело к появлению пемзо- и туфобетона — материалов, отличающихся от классического строительного материала более легким весом и лучшими теплоизоляционными свойствами.

Добавив в состав железную арматуру, можно получить железобетон, а добавив деревянную арматуру — деревобетон. Одна из последних разновидностей — полимербетон, в состав которого добавлены синтетические смолы (карбамидные, эпоксидные и т.д.).

Преимущества и недостатки

Основным достоинством товарного бетона является то, что он готовится на заводе, поэтому характеризуется высоким качеством и строгим контролем на всех этапах выпуска (от подготовки сырья и соблюдения пропорций до транспортировки). В заводских условиях используется точная техника, работают квалифицированные сотрудники, следовательно, гарантируется соответствие рецептуры ГОСТу. При необходимости бетону могут быть приданы особые свойства, что достигается путем введения в его состав специальных добавок.

Прочие достоинства товарного бетона:

• применение только чистых, качественных компонентов, контроль над их влажностью, размером, плотностью;
• использование воды идеально выверенной температуры, нужной жесткости;
• ровность, однородность массы и равномерность ее усадки по всей площади конструкции при застывании;
• снижение собственных трудозатрат, а также получение продукции по выгодной стоимости (завод приобретает составляющие для изготовления бетона по оптовой цене);
• применение самых эффективных добавок и модификаторов;
• возможность заказать смесь с точно выверенными свойствами;
• бесшовность готовой конструкции и ее более высокая прочность.

Вместимость бетоносмесителей достигает 12 м³, поэтому заказчик имеет возможность сразу получить нужный объем готового бетона и провести все работы по бетонированию в сжатые сроки. Вручную изготовить такое количество стройматериала за аналогичный период времени просто невозможно.

Минусов у использования товарного раствора немного. Основной из них состоит в том, что готовые смеси не получится перевезти на слишком большие расстояния. Придется искать завод, расположенный поблизости от места стройки, а это не всегда возможно.

Что такое цементобетон?

В роли вяжущего компонента в составе цементобетона выступает цемент, который образует при смешивании с водой пластичную массу, застывающую в прочный каменный конгломерат. Наибольшую популярность в строительстве получил портландцемент, отличающийся оптимальным соотношением прочностных свойств и себестоимости.

Качество цементобетона регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 26633-2012.

Технические требования документа нормируют параметры цементобетона и его ближайших аналогов. ГОСТом устанавливаются основные принципы классификации бетонов по физико-химическим и эксплуатационным характеристикам. Качество готовых к применению жидких бетонных смесей, транспортирующихся к месту строительства, регулирует ГОСТ 7473-2010.

Более подробно о понятии и основных свойствах цементобетона расскажет следующее видео:

Принцип маркировки бетона

Для массового ознакомления с характеристиками строительного материала, как правило, достаточно информации о прочности. Например, М150 В25. Однако, перед заказом или приготовлением раствора необходимо знать более конкретные данные. О них производитель указывает в сопроводительных актах следующим образом (пример): БСТ В25 П1 F200 W4 ГОСТ 7473-2010.

Чтобы понять содержимое, нужно разобраться в маркировочных обозначениях, которые основываются на различной классификации бетонных смесей. Так, в зависимости от пропорций того или иного компонента различают 3 типа раствора:

• БСТ — тяжелый с плотностью около 2500 кг/куб.м.;
• БСМ — мелкозернистый (в среднем 2000 кг/куб.м.);
• БСЛ — легкий (до 1800 кг/куб.м.).

Относительно удобства укладывания выделяют 3 группы цементных смесей:

• Ж — жесткий;
• П — подвижный;
• Р — растекающийся.

Жесткость определяется 5 ограничениями. Допустимая погрешность равна 2-3 единицам.

Наряду с удобоукладываемостью рассматривается числовое сопровождение расплыва или осадки конуса (в см). Расхождения могут составлять 1-3 см.

Расслаиваемость смеси

В сопроводительной документации кроме этого может быть информация о возможной расслаиваемости смеси бетона (в %).

Также маркировка готового продукта включает следующие сведения:

• М — прочность (от 50 до 1000), основанная на количестве добавленного связующего (Д в %);
• В — класс прочности на сжатие;
• F — морозостойкость;
• W — водонепроницаемость;
• D — средняя плотность.

По требованию заказчика или потребителя дополнительно указывается коэффициент уплотнения. Несоответствие допускается в пределах 0,05-0,1%.

Необходимые добавки в бетон

Невозможно оспорить тот факт, что бетон является самым применяемым материалом при строительстве. Требования к бетону проектировщиков и исполнителей работ зачастую приводят к использованию модификаторов (химических добавок). Многие добавки также с успехом применяются в цементно-песчаных растворах, для изменения и улучшения их характеристик.

Пластификаторы для бетонных смесей в зависимости от их влияния на смесь делят на: суперпластификаторы, сильнопластифицирующие, среднепластифицирующие и слабопластифицирующие добавки.

Идеальными бетонными смесями для строителей были бы те, имеющие высокую подвижность, замедленное и постепенное схватывание, быстрый набор прочности, имеющие возможность длительной транспортировки, с дальнейшей легкой заливкой в формовочные конструкции, и получение результата заливки, который не требует гидроизоляционных работ.

Но не нужно забывать, что основная задача – придание долговечности и прочности бетонной конструкции, то есть обеспечение на длительное время возможности противостоять и механическим нагрузкам, и физическим и химическим воздействиям окружающей среды. Поэтому жизненно необходимо применение добавок в современном строительстве.

Пластификаторы, позволяющие разжижать смесь для дальнейшего удобного использования, являются самыми распространенными модификаторами, применяемыми в строительстве. Конечно, этот же результат можно получить при добавлении дополнительного объема воды, но в этом случае теряется прочность бетона, его плотность, возможны усадочные трещины и более длительное высыхание будущей конструкции.

Пластификаторы в применении достаточно универсальны: с их помощью можно увеличить прочность бетона, повысить плотность, то есть водонепроницаемость, до 30% уменьшив количество воды, при этом сохранить подвижность смеси, снизить количество цемента и воды, получив при этом бетон с низкой усадкой.

Почему не строим из бетона

По словам технического директора «Института «Стройпроект» Алексея Суровцева

, одной из ключевых причини является неготовность отрасли к работе с бетоном. Он заметил: понятно, что делать с дефектами асфальтобетона, но что делать с дефектами цементобетона,понятно не вполне. Вдобавок, нет данных, как влияет шипованная резина на бетонное покрытие. Это конечно не является причиной отказа от работы с бетоном. Необходимо начать этот путь, надо научится строить бетонки.

Переходу на бетон мешает недостаток количества подрядных компаний, имеющих опыт производства данного вида работ. Отчего для ремонта уже существующей бетонки долго было не найти исполнителя. Это отметил вице-премьер правительства Калининградской области Александр Рольбинов. Правда, Александру Рольбинову возразил известный сторонник бетонных дорог Виктор Ушаков, заметив, что в стране существует порядка 40 современных бетоно-укладочных комплексов, которые сейчас простаивают. Если их задействовать, то можно осилить строительство порядка 5000 км бетонок в год. Такие комплексы позволяют укладывать за смену примерно 1 км. дорожного покрытия.