Бетон: состав, классификация и область применения

Какой вид бетона выбрать? Применение и таблица прочности, классы и марки: Обзор +Видео

Какие виды бетона бывают по прочности, маркам и назначению, читайте подробнее в статье! Бетон как строительный материал можно классифицировать по прочности, классу, а также по назначению и марке, что дает сделать верный выбор для того или иного вида строительных работ. Раствор бетона можно отнести к той категории строительных материалов, которая используется для создания базовых основ. При его применении можно соорудить несущие конструкции любой сложности, а также перекрытия между этажами и фундамент.

При этом для любого объекта может быть использован разный вид бетонного состава, которые могут иметь различные добавки.

Именно благодаря этому возможна классификация видов бетона по марке, прочности, морозостойкости и степени устойчивости к влаге.

1. По назначению

Выпуск различных видов бетонных смесей зависит от условий, где будут применять будущие железобетонные конструкции. Условия могут быть самыми специфическими: огнестойкость, сульфатостойкость, устойчивость к нагрузкам, ударам, вибрации.

По назначению выделяют такие виды смесей:

• обычный бетон используют для создания балок, колонн, фундаментов, перекрытий;
• отдельные виды используются для дорожных, аэродромных покрытий и тротуаров;
• для облицовки плотин, шлюзов, каналов, водопроводных сооружений применяют гидротехнический бетон;
• выделяют бетон специального назначения, например, жароупорный или кислостойкий, а также для радиационной защиты.

Назначение бетона в зависимости от марки:

• М 15 – М 50

применяется для теплоизоляционных и ограждающих конструкций;

М 50 – М 100

используется создания отмостков и фундамента;

М 100 – М 150

– для организации монолитных фундаментов;

М 200 – М 250

– для железобетонных блоков и панелей, которые не испытывают значительной нагрузки, для стяжки полов и устройства ж/д перекрытий;

– для предварительно напряженных конструкций;

– отличается высокой прочностью.

Морозостойкость бетона

Обозначается латинской буквой Fс указанием цифры, обозначающей количество циклов замораживания и оттаивания, которые бетон способен выдержать. Влага, содержащаяся в порах бетонной смеси, при замерзании расширяется в размерах. Уровень капиллярной пористости напрямую влияет на морозостойкость. Чем больше пор, тем ниже уровень морозостойкости.

Стоит знать:Встречаются марки бетона с показателем морозостойкости от F25 до F1000. Уменьшение плотности положительно влияет на морозостойкость бетона.

Классификация по водонепроницаемости

Влага и кислотные компоненты являются составляющими практически с любого материала. Уровень водонепроницаемости обозначается буквами W2 – W20. Для увеличения показателя водонепроницаемости используется сульфатостойкий или пуццолановый портландцемент. В бетонный раствор применяются гидрофобные добавки и пленкообразующие перекрытия.

• W2 – имеет наибольшую степень проницаемости воды. Эти растворы категорически не рекомендуют применять при строительстве объектов, где есть даже незначительный контакт с водой;
• W4 – Нормальная степень водонепроницаемости. Его использовать можно только при условии обеспечения дополнительной гидроизоляции;
• W6 – марка бетона с пониженной проницаемостью воды. Бетон среднего качества и невысокой стоимости;
• W8 – низкая проницаемость воды. Максимальный уровень поглощения влаги – 4,2% от массы бетона;
• W10 – W20. Чем больше индекс, тем выше уровень водонепроницаемости. Бетон марки W20 используется при сооружении гидротехнических объектов. Стоимость бетона W20 высокая, используется он нечасто.

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.

Классификация бетонного состава по назначению

Классификация смесей и бетонов по назначению позволяет подобрать подходящий вид материала для конкретных строительных нужд. Например, существуют особые марки, используя которые строят сооружения, эксплуатируемые в суровых условиях. Чаще остальных выдвигаются следующие требования: бетон должен быть огнестойким, морозостойким и стойким к вибрациям.

В зависимости от функционального назначения, выделяют следующие виды бетона:

• общего назначения. Из него сооружают фундаменты, несущие ЖБ-конструкции, плиты перекрытия, колонны, балки и многое другое;
• специального назначения. Пользуясь им, строят объекты с высокой устойчивостью к механическим и атмосферным воздействиям. Спецсоставы применимы при возведении, например, атомных станций;
• гидротехнические. Благодаря высокой стойкости к влаге, используются для строительства дамб, гидроэлектростанций и аналогичных объектов.

Разновидности пигментов и их свойства

Пигменты используют для изменения цвета бетонных конструкций. В промышленном производстве для этих целей используются:

• технический углерод;
• двуокись титана;
• окись хрома;
• умбра.

Все пигменты действуют на бетонную смесь одинаково: они поглощают часть световых волн, волны с другой длиной отражают. Такие пигментные добавки обладают повышенной стойкостью к ультрафиолету, не выгорают на солнце, не смываются дождем и обладают стойкостью к воздействию агрессивной химической среды.

Типы цемента. Устаревшая и обновленная классификация

Уровень качеств цемента напрямую определяет степень прочности бетона.

Важно! «Активность» — параметр, определяющий деление цемента по маркам. Под ним принято понимать предел прочности, проявляемый четырехнедельными цементными образцами при сжатии.

В устаревшей классификации используется обозначение литерой М с численным показателем. Обновленная классификация пользуется иными обозначениями, состоящими из первых трех букв компонента «ЦЕМ», римских цифр (I, II, III, IV, V) и литер (А, В). Последний показатель говорит о количестве добавок, доля которых доходит до 30%.

Следующее за ними число, означает параметр предела прочности четырехнедельного образца, проявляемый при сжатии, без разрушения.

Последним размещается обозначение скорости затвердевания (Н — нормально, Б — быстро).

Факторы, определяющие «активность» цемента:

• Размер помола. Тонко смолотый цемент характеризуется большей удельной поверхностью. Чем выше показатель тонкости, тем быстрее цемент вовлекается в процесс гидратации. Большее содержание тонких частиц ускоряет превращение бетонной смеси в прочный бетон. Средний размер цементных фракций гарантирует прочность четырехнедельного бетона. Крупноразмерный помол подвергается гидратации частично, оставляя в структуре не среагировавший цемент. Это снижает показатели прочности бетона.
• Химические компоненты клинкера.
• Наличие минералов.
• Дата выпуска цемента. Свежесть цемента определяет качество бетона. Воздействие углекислого газа и влажности влияет на «активность» цемента. Этот показатель снижается, если допустить увеличение влажности. Хранение в открытой упаковке не рекомендуется.

Для каждой марки производители указывают срок хранения:

• М600 – три месяца;
• М500 – полгода;
• М400 – полгода.

Разновидность бетона относительно своей структуры

На современном строительном рынке можно найти бетонную смесь следующий структур:

• уплотненной. Уплотненная – это структура, в которой стараются достичь максимального заполнения пространства в самом бетоне, т.е. не оставить свободных зон, которые могли бы снижать плотность и твердость материала. Подобного рода бетон производят из крупных и мелких заполнителей и плотного связывающего вещества.
• пористой. Пористая структура заполняется связывающим веществом в пористом состоянии. Применяют при строительстве стен и фасадов.
• ячеистой. Ячеистой структурой принято считать бетонную смесь, в состав которой не входят никакие заполнители. Вместо этого, ее наполняют большим количеством искусственных пород в форме замкнутых ячеек, наполненных воздухом. Эта структура широко применяется при строительстве одноэтажных домов.
• сверхпористой. Структура такого рода выступает только в виде одного крупного заполнителя, без применения песчаных пород.

Приготовление

Описание разновидностей бетона предполагает, что изготовление материала в промышленных масштабах требует тщательной подборки марки цемента, учета свойств и характеристик применяемых компонентов.

Бетонные блоки и жидкое сырье, получаемые на заводах, обходятся дешевле, чем производство смеси вручную в бытовых условиях. Это объясняется присутствием в промышленности добавок, снижающих себестоимость получаемого сырья.

Схема заводского производства бетона предполагает тщательную предварительную проверку ингредиентов. Они должны быть чистыми, без примесей. Особенно много хлопот доставляет щебень, поступающий с примесями горных пород.

Засыпку, вес и пропорции компонентов работники контролируют с помощью современного оборудования. Воду для приготовления водоцементной смеси берут максимально чистую. Любая химия, попавшая в жидкость, повлияет на свойства конечного продукта. Технология предполагает несколько ступеней очистки воды.

Мешают вещества с помощью БСУ (бетоносмесительной установки). Для заливки фундамента сырье транспортируют в жидком виде к месту строительных работ.

Таблица соответствия марки бетона классу прочности

Чтобы определить класс и марку бетона используется следующая таблица:

Для бетонов с разным составом требуются определенные условия твердения:

• Естественные условия (температура 20-22°С, влажность около 50-70%);
• Тепловая обработка при нормальном давлении необходима, например, при зимнем строительстве, когда требуется поддержание положительной температуры;
• Тепловая обработка при высоком давлении (автоклав). Так создают отдельные конструкции для строительства.

Классификация видов бетонов помогает сделать правильный выбор материала с учетом всех ключевых качеств материала. Рекомендуем приобретать материал с выбранными характеристиками у специализированных производителей, которые предоставляют подтверждающую качество документацию. Только в этом случае все условия и тонкости рецептуры будут соблюдены, а значит, материал будет иметь заложенные при расчетах качества.