Бетон – универсальный строительный материал. Характеристики и преимущества бетона
Начнем с определения, что же такое бетон. Это, по сути, камень, получаемый искусственным способом в результате затвердения цементной смеси и различных наполнителей (песка, щебня и др.). Бетонный раствор получается посредством смешивания вяжущего вещества, заполнителей (крупного или мелкого) и воды. Иногда еще используются добавки, которые придают материалу определенную функциональность.
Приготовление бетона
Состав бетона
1. Вяжущее вещество
Для изготовления бетона используют два вида вяжущих веществ:
• органические;
• неорганические (минеральные).
Главная их особенность состоит в том, что такие материалы, вступая в реакцию с водой, образуют вещество, по консистенции напоминающее тесто. Оно впоследствии затвердевает и становится одним из наиболее прочных строительных материалов.
Различия же двух видов вяжущих заключаются в том, что первые (органические) растворяются в органических растворителях либо же при воздействии высокой температуры. К ним относят деготь, битум, полимеры.
Второй вид веществ (минеральные) приводятся в действие посредством смешивания с водой. Их выпускают в виде порошков. К этой группе относится цемент, известь, гипс. А также фосфаты и жидкое стекло.
2. Заполнители
Заполнители бетона
Заполнители, используемые в производстве бетона, также имеют ряд особенностей, в зависимости от которых выделяют их виды. Это происхождение, форма и размер зерен и плотность. По происхождению заполнители бывают:
• природные (диорит, гранит);
• искусственные (керамзит);
• изготовленные из промышленных отходов (шлак).
Форма зерен наполнителя бывает:
• неправильной;
• округлой.
А их размер характеризуется как:
• мелкие (песок);
• крупные (гравий, щебень).
Выбирают тип заполнителя, как и вид вяжущего вещества в зависимости от назначения, по которому предполагается использовать бетон.
Характеристики бетона
Бетон характеризуется по четырем основным признакам, в зависимости от показателей которых, определяется его качество.
1. Прочность
Проверка бетона на прочность
Первая и самая главная характеристика – это прочность. Еще несколько лет назад прочность бетона определялась по его марке. Она имеет условное обозначение М и цифру, которая указывает на среднее арифметическое значение прочности на сжатие (кгс/см2). Используемыми марками бетона на сегодняшний день являются следующие: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М350, М400, М450, М550, М600, М6ОО, М700, М800. Теперь принято считать показателем прочности бетона его класс. Он имеет условное обозначение В и цифру, которая является показателем прочности в МПа. Существуют такие классы бетона: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60. Хотелось бы сказать несколько слов о сферах применения некоторых марок и классов бетона. Наименее прочный бетон М-100 (В 7.5) используется в бетонной подготовке, т.е. перед заливкой фундаментов и плит. Бетон М-150 (В 12.5) применяется в изготовлении полов, стяжек, фундаментов малых построек. Самой популярной является марка бетона М-200 (В 15). Она позволяет реализовать наиболее распространенные строительные работы: различные типы фундаментов, монтаж лестниц, дорожек, площадок, отмосток и т. д. Для конструкций, требующих большой нагрузки используют бетон марки М 350 (В 25). Это могут быть плиты перекрытия, колонны, стены, балки. Еще более прочный бетон марки М 400 (В 30) может быть применен в строительстве мостов, специальных ЖБК, гидросооружений.
2. Осадка конуса (подвижность, удобоукладываемость)
Проверка бетона на подвижность
Второй характеристикой бетона назовем осадку конуса. Это понятие говорит о пластичности материала, т.е. тем более подвижен бетон, чем выше его осадка конуса. Этот показатель имеет условное обозначение буквой П и цифрой-коэфициентом от 1 до 5. В обычных монолитных работах зачастую используется бетон П-2 или П-3. В конструкциях, где заливка бетона составляет трудности или применяется бетононасос, отдают предпочтение литому бетону П-4. Это могут быть узкие, труднодоступные полости, конструкции с плотным арматурным каркасом и др.
3. Морозоустойчивость
Третья характеристика бетона – это его морозоустойчивость. Этот показатель обозначается буквой F и определяет, сколько циклов заморозки/разморозки выдерживает материал без потери прочности и иногда массы (для дорожного бетона). То есть в условиях повышенной влажности, при отрицательной температуре, вода, попавшая в поры бетона, кристаллизуется и увеличивается в объеме. И в зависимости от того, сколько раз материал сможет выдержать повышенное давление, определяется его морозостойкость. Существуют следующие марки бетона по морозоустойчивости: F25, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.
4. Водонепроницаемость
И последним важным качеством бетона является его водонепроницаемость. Это качество обозначает способность материала противостоять воздействию воды без изменения технических свойств. То есть его способность фильтровать воду под воздействием давления, без изменения нормативных показателей качества. Этот показатель является наиболее важным в расчете долговечности конструкций. Марки бетона по водонепроницаемости разделяют на: W2, W4, W6, W8 и W12 (всего их 10, мы привели наиболее распространенные). Конечно, высокий показатель в этой категории говорит о наличии определенных плюсов использования такого бетона. Это, в первую очередь, возможность проведения подвальных строительных работ в условиях повышенного содержания грунтовых вод. А также работы с таким бетоном дадут высококачественный результат, который в течение многих лет сохранит свою первоначальную надежность. Однако высокая стоимость такого бетона не всегда дает возможность широкого применения.
Виды бетонов
С развитием строительства появилось достаточно много видов бетона, которые применяются в самых разнообразных сферах. Основные показатели, определяющие вид материала, это:
• плотность;
• вид наполнителя;
• вид вяжущего;
• структура;
• назначение.
По плотности различают легкие, особо легкие, тяжелые и особо тяжелые бетоны.
Легкие бетоны (их плотность составляет от 500 до 2000 кг/м3) применяются для изготовления конструкций ограждения и некоторых несущих конструкций. Тяжелые бетоны (с показателями от 2000 до 2500 кгм3) используют в основном в несущих конструкциях.
Особо тяжелые бетоны (от 2500 кгм3) нашли свое применение в промышленном строительстве. Из них могут возводить, например, здания электро- и атомных станций, где требуется высокоэффективная защита от излучения радиоактивных волн.
По сути, этот показатель регулируется типом используемого наполнителя, в зависимости от его пористости. Так, чем более пористый бетон, тем меньшую плотность он имеет. В зависимости от применения того или иного заполнителя, различают пористые, плотные и бетоны на специальных наполнителях.
В производстве пористых бетонов используют горные породы или искусственные заполнители.
Плотные бетоны изготавливаются путем добавления шлаков или плотных горных пород.
А добавление специального наполнителя дает возможность получить особые свойства материала. Например, декоративные эффекты. К ним относят шамот, породы с содержанием руды и др. По виду вяжущего вещества бетон может классифицироваться таким образом:
• на цементных вяжущих (преимущественно используют портладцемент или шлакопортладцемент и их разновидности). Материал, изготовленные таким путем имеет универсальные характеристики. Может применяться, как в жилом, так и в промышленном строительстве, во всех случаях, когда не требуется наличие особых свойств (химической стойкости, например).
• на шлаковых вяжущих (применяется молотый шлак, золы). Это способ позволяет удешевить производство, однако таким образом нельзя изготавливать железобетон.
• на известковых вяжущих изготавливают тот бетон, который будет использоваться для сборных элементов.
• на гипсовых вяжущих материал делают тогда, когда он предназначается для применения внутри зданий. Гипс является веществом с низкими показателями водостойкости.
Характер структуры бетона определяется следующие его виды:
• слитный. В таком материале все пространство между зернами наполнителя занято вяжущим веществом. Объем пустот не более 6%. Такие бетоны используют для производства несущих конструкций в условиях повышенной влажности или при предъявлении высоких требований по морозоустойчивости.
Слитный бетон
• ячеистый. Бетон этого вида изготавливают с ячейками, которые выполняются искусственно при помощи различных добавок.
Ячеистый бетон
• поризованый. В таком виде материала пространства могут быть заняты вяжущим веществом, газо- или пенообразующими добавками.
Поризованый бетон
• крупнопористый. Значительную часть межзерновых пустот у этого бетона не занимает вяжущее вещество либо наполнитель.
Крупнопористый бетон
Последние три вида бетона преимущественно используют для производства теплоизоляционных, а также ограждающих конструкций. Таким образом, рассмотрев основные характеристики и виды бетона, можно с уверенностью говорить о его универсальности. Любая конструкция в гражданском и промышленном строительстве может быть реализована его с помощью. Достаточно надежный и в то же время экономичный материал – бетон, на сегодняшний день является отличной альтернативой любым другим строительным материалам. Видео: