Разновидности бетона и его классификация

Бетон является одним из ключевых строительных материалов. Его состав включает в себя цемент, наполнитель песка или щебня и вода. Материал применяется при создании конструкций различных назначений и видов. В случае, если конструкция подвергается напряжениям при изгибе или растяжении, раствор будет армирован стальной пруткой.  После отливки конструкции, до полной готовности бетона проходит 28 суток, но работы можно начинать после 7 суток, к этому времени бетон набирает до 70% от проектной прочности.

Бетонный завод “Титан” реализует товарный бетон, мостовой бетон, керамзитобетон, цементно-песчаный раствор: https://beton24sergievpasad.ru/.

Разновидности бетона согласно составу

На современном рынке смеси классифицируются по структурным признакам. Бетон может быть:

• уплотненным. Эта смесь придает максимальный эффект твердости и плотности, заполняя практически все пространство. Производится из крупных и мелкофракционных заполнителей, связующее вещество плотное;
• пористым. Наиболее часто используется для строительства фасадов и стен;
• ячеистым. Особый вид бетона, не имеющий заполнителя.

Вместо них в составе применяются искусственные породы, имеющие форму ячеек с воздухом.Идеально подходит для возведения домов с одним этажом. высокопористым. В нем используется крупный заполнитель без применения песка.

По составу

Наполнитель бетона во многом определяет его разновидность. На сегодня известно множество типов материалов, которые приготавливаются с применением самых разных добавок. Чаще всего в строительстве используют:

• Пенобетон – тип ячеистого бетона, изготавливаемый с применением пенообразователя. Имеет высокую плотность, морозостойкость, способность сохранять тепло внутри здания.
• Газобетон – готовится с добавлением газообразователя, обычно – мелкодисперсного алюминия. После замешивания образует массу со сливающимися порами диаметром до 4 мм.
• Керамзитобетон – включает в себя керамзит и воздухововлекающие добавки. Имеет небольшой удельный вес, почти не поддается усадке, может выдерживать до 30 циклов заморозки/разморозки.
• Силикатный бетон – вместо цемента в нем применяют известняк, который перемешивается с кремнеземистыми компонентами. Ингредиенты вступают в химическую реакцию и образуют гидросиликат кальция, который обеспечивает надежную связь заполнителей и раствора.
• Опилкобетон – готовится с древесной стружкой и может использоваться как теплоизоляционный или конструкционно-теплоизоляционный материал.
• Полистиролбетон – содержит в составе полистирольную крошку, которая наделяет готовую смесь отличными теплоизоляционными характеристиками. Область применения легких бетонов этого типа – утепление чердаков, стен, устройство стяжки.

Легкие бетоны – универсальный материал при сооружении зданий. Его широкая классификация позволяет строителям с легкостью подобрать именно тот тип бетонной смеси, который оптимально подходит для конкретного вида работ.

Общая информация

В строительной сфере бетон легкого типа стал появляться сравнительно недавно. Несмотря на это он быстро обрел большую популярность и стал широко применяться для самых различных задач. Сегодня на основе такого сырья создают качественные постройки разного назначения.

Благодаря весомым преимуществам, легкий бетон позволяет добиться лучших акустических и теплоизоляционных показателей при возведении помещений, а минимальный вес гарантирует заметную экономию средств и снижение конечной стоимости проекта.

Инновационный стройматериал может использоваться при возведении теплоизоляционных и несущих конструкций, а также выполнять декоративную роль. С его помощью можно достичь снижения общей нагрузки на фундамент и сокращения финансовых затрат на рабочую силу и доставку материала на объект. По качеству теплоизоляции он ничем не уступает классическому кирпичу, при этом стоит гораздо дешевле. Также к преимуществам материала относят:

1. Влагостойкость.
2. Морозостойкость.
3. Превосходную плотность.

Определение

Как уже было сказано выше, монолит – искусственный бетон, который обладает всеми качествами своих конкурентов. На практике чаще применяется название «товарный бетон», который отлично зарекомендовал себя при строительстве каркаса конструкции. Однако это не единственное направление использования монолита. Данный материал может применяться при возведении различных объектов, начиная от тротуаров и заканчивая высокопрочными зданиями.

Иногда монолитный материал связывают с понятием «сухой бетон». Главными составляющими являются портландцемент, материал-наполнитель и химические компоненты. Этот раствор легко приобретает жидкую форму при контакте с водой в правильных пропорциях.

Выделяют также фибробетон. Это материал, основным отличием которого является присутствие в нем арматуры. Он применяется в тоннелях, шахтах, на мостовых покрытиях и аэродромных полосах взлета и посадки.

В зависимости от наличия цветных красителей в бетоне различают белый и цветной монолитный бетон. Первый используется на дорогах для создания объектов безопасности, поскольку он не боится влаги. Цветной материал, или как его еще называют архитектурный, применяется при декоративной отделке покрытий и возведении архитектурных объектов.

Марки бетона и их использование

Материал классифицируется на классы, каждый из которых обладает специфическими характеристиками, что и определяет сферу использования:

• М-100 и М-100 150 нужны при строительстве несущих конструкций, обустройстве тротуаров и дорожек, стоянок, отмосток;
• М-200 распространен в сфере производства плит перекрытий и прокладки дорог, где предполагаются малые нагрузки;
• М-250 подходит для строительства гаражей и хозяйственных помещений, бань и других небольших строений;
• М-300 встречается при отливке лестничных площадок прокладке тротуаров и дорог, предполагающих высокие нагрузки, производства труб, перекрытий, монтажа ленточных фундаментов;
• М-350 задействуется при оснащении магистралей, скоростных дорог, сооружении заборов, стен, обустройстве монолитных оснований;
• М-400 подходит для организации фундаментов различных видов. Также его применяют при производстве свай, возведение промышленных и складских помещений;
• М-450 и М-500 самые прочные марки, могут использоваться во всех сферах. Эти материалы отличаются превосходной прочностью, надежностью и долговечностью. Они выдерживают различные нагрузки и экстремальные условия.

Разновидность бетона относительно области применения

Исходя из всей многогранности строительной индустрии, бетоны, также делаться относительно целей, для которых они предназначены. Они бывают:

• Конструкционные – это смеси предназначены для общего применения. Обычно применяются в виде несущих конструкций зданий и перекрытий. Они способны противостоять высоким силовым нагрузкам. Главным достоинством этого вида является высокая прочность, устойчивость к деформациям и возможность использования при экстремально низких температурах;
• Конструкционно-теплоизоляционные смеси. Эти материалы широко применяют в наружных конструкциях, а именно при строительстве ограждений и фасадов. Главной особенности этого бетона является высокая теплозащита;
• Теплоизоляционные бетонные смеси. Этот вид смеси применяют для зданий и заводов, в основном заводов, где необходимо обеспечить высокое термическое сопротивление для ограждающих конструкций при его небольшом слое. При этом данный тип не применяют в качестве несущей конструкции, теплоизоляционные бетоны наносят поверх уже установленных бетонных конструкций;
• Гидротехнические – это бетонные смеси, которые применяют для обеспечения высокой плотности, водонепроницаемости, морозостойкости и стойкости к суровым внешним условиям. Данного рода бетон весьма распространен в северной части страны, где его применяют для строительства жилых домов; дорожные бетонные смеси. Это вещества, применяемые для нанесения в качестве верхнего слоя на дороге, а также на взлетно-посадочной площадке в аэропортах. Данный класс бетона обладает высокой устойчивостью к деформациям и трещинам. Не разрушается под воздействием перепада температур;
• Химически устойчивые смеси. Бетонные смеси такого рода устойчивы к воздействию солей, кислот и щелочей. Вместе с этими уникальными показателями, данный вид бетонной смеси, может похвастаться высокой износостойкостью под воздействием всевозможных химических соединений и паров. Данный вид бетона по своей сути служит в качестве изоляционного материала. Его наносят на уже готовый слой бетона. Важно! Его нельзя использовать в качестве материала для несущих конструкций.
• Термостойкие. Эти смеси сохраняют в необходимых рамках требуемые физико-механические показатели, даже при продолжительном воздействии на них повышенной температуры. В основном применяются для производственных объектов в качестве несущей конструкции, что могут подвергаться высоким температурам в ходе работы.
• Декоративные бетонные смеси. Этот материал используют для фактурной обработки при отделочных работах на внешней поверхности зданий. Подобного рода бетонные конструкции обязаны соответствовать выбранному цвету, фактуре. А также должны обладать повышенной устойчивостью к атмосферным изменениям.

Что такое тонкостенные стальные конструкции

При возведении разного рода сооружения большой площади также могут использоваться новые материалы и технологии. В строительстве разного рода ангаров, складов и вспомогательных помещений могут применяться легкие металлические профили. Из них собирается каркас сооружения. С использованием технологии ЛТСК возводят мансарды, хозяйственные и жилые здания. Но чаще на профильном каркасе собираются ангары разного назначения, складские и вспомогательные помещения. Преимуществом такой металлической основы является прежде всего простота в сборке. При необходимости сооружение можно легко демонтировать и поставить на новом месте.

К минусам ЛТСК относят в первую очередь деформацию при значительных колебаниях температур и невозможность достижения высокой энергоэффективности. Стальные конструкции, в отличие от деревянных, в зимний период времени могут промерзать.

Дороговизна и сложность возведения зданий и сооружений традиционными способами — основная причина необходимости применения в строительстве новых технологий. Использование современных материалов позволяет собирать надежные сооружения быстро и с минимальными затратами средств. Именно поэтому СИП-панели, блоки из вспененных бетонов, клееный брус и т. д. становятся все более популярными. В большинстве случаев в наше время дома возводятся именно с их применением.

Приготовление бетона

Если изготавливать бетон вы решили самостоятельно, то на чистый пол или в специальный бак необходимо насыпать горку песка и гравия.

Важно соблюдать необходимые пропорции, на следующем этапе засыпается цемент. Смесь перемешивается, а в верхней части горки делается углубление в виде кратера. Туда наливается вода.

Для получения однородного раствора сухую смесь необходимо подсыпать с краёв. Когда изготавливается строительный бетон с использованием бетономешалки, нужно для начала налить 10 л воды в бак, а после добавить гравий и песок. Состав перемешивается в течение нескольких минут, а после добавляется ещё 2 л воды и цемент. Жидкость добавляется в необходимом количестве до получения требуемой консистенции бетона.

Сфера применения

Бетоны облегченного типа подходят как для монолита, так и для производства бетонных изделий. Ими заполняют пустоты в конструкциях, изолируют стены, оснащают дома внутренними перегородками. Применение легких бетонов в строительстве может охватывать различные сферы промышленности – их используют для опор, мостовых сооружений, проведения ремонтных работ в туннелях.

Также материал оптимально подходит в следующих целях:

• устройство стяжки;
• производство стеновых панелей;
• закладка стен;
• огнезащита;
• реставрация;
• создание декора, малых архитектурных форм.

Можно сказать, что продукт является отличным аналогом кирпича и цементно-песчаных смесей, поскольку обеспечивает достаточную прочность конструкций, снижение их толщины, устойчивость к возгоранию.

Производство бетонных и железобетонных работ в зимних условиях

При температуре ниже 0°С вода в бетонной смеси замерзает, реакция гидратации прекращается и бетон не отвердевает. Если к моменту замерзания бетон набрал определенную прочность, то после оттаивания он может достичь проектной марки. Минимальное значение прочности, что может быть допущено к моменту замерзания, называется критической прочностью. Эта прочность указывается в проекте, ее минимальное значение регламентируется СНиП.

Для обеспечения рационального температурно-влажностного режима отвердевания бетона применяют разные способы: безобогревное выдерживание бетона, искусственный подогрев и комбинированную выдержку.

Безобогревную выдержку бетона осуществляют путем применения метода термоса и химических добавок.

Для искусственного подогрева бетона используют электроэнергию, пар и теплый воздух.

Комбинированная выдержка является соединением отдельных методов.

Температура бетонной смеси, которая укладывается в опалубку при выдерживании бетона по методу термоса, должна отвечать установленной расчетом, при применении искусственного обогрева — быть не ниже +5°С.

Производство бетонных работ в зимних условиях требует соответствующей подготовки: предварительно определяют объемы работ и выбирают методы их выполнения; защищают грунт основания от промерзания и т.п.. При транспортировке бетонной смеси утепляют тару и прогревают ее перед загрузкой у нее бетонной смеси. Открытые поверхности бетона укрывают.

Перед укладкой бетонной смеси опалубку и арматуру очищают от снега и пыли. Арматурные стержни диаметром более 25мм., арматуру из прокатных профилей и большие залоговые части при отрицательной температуре воздуха ниже -10°С подогревают до положительной температуры.

Бетонирование монолитных конструкций с применением прогревания бетона необходимо проводить таким образом, чтобы исключить возможность возникновения значительных температурных деформаций. Для этого в определенных местах оставляют разрывы, которые заполняют бетонной смесью после охлаждения положенного раньше бетона к 15°С.

Добавки для бетона

Чтобы улучшить качество бетона без существенного увеличения себестоимости его производства, производители используют различные добавки и примеси. Все эти добавки принято разделять на несколько больших групп:

• пластификаторы;
• модификаторы;
• ускорители набора прочности;
• добавки для подвижности;
• самоуплотняющиеся добавки;
• морозостойкие добавки;
• комплексные добавки.

Пластификаторы используются для улучшения подвижности изготавливаемой смеси. Улучшенная подвижность позволяет вяжущему веществу плотно и надежно охватывать каждый кусочек наполнителя.

При застывании искусственного камня они делают его прочнее, одновременно уменьшая расход вяжущего вещества. Также применение пластификаторов позволяет увеличить плотность и улучшить водонепроницаемость смеси.

Модификаторы улучшают производственные характеристики, позволяя получать высокопрочную бетонную смесь при использовании цемента низших марок. Ускорители набора прочности позволяют существенно ускорить эту важную техническую характеристику искусственного камня, сократив время набора до 3-4 дней.

Добавки для сохранения подвижности смеси увеличивают время схватывания и используются при необходимости перевозки бетонной смеси на дальние расстояния в летнее время. Самоуплотняющиеся добавки используются при изготовлении тонкостенных и армированных блоков или других конструкций, где использование для уплотнения бетонной массы традиционных виброинструментов затруднено или невозможно. Морозостойкие добавки позволяют существенно повысить морозостойкость бетона.

Технологии производства

Если рассматривать, какие существуют способы получения легких бетонов, нужно отметить две основных технологии:

• Автоклавное твердение. Компоненты смеси помещают в автоклав, где они подвергаются действию высоких температур, последующей выдержке и созреванию.
• Естественное твердение. Раствор замешивается в бетономешалках, заливается в опалубку или формы, где затвердевает естественным образом.

Иногда материал изготавливают в тепловлажностных камерах, где на него воздействует давление пара. Этот метод позволяет получить качественный бетон, но отличается высокими затратами на производство.

Добавки для бетона

Добавки в бетон позволяют улучшить качество раствора без значимых материальных затрат. Такие компоненты делятся на несколько групп, среди них:

• добавки для морозостойкости;
• ускорители набора прочности;
• самоуплотняющиеся добавки;
• суперпластификаторы;
• добавки для подвижности;
• модификаторы;
• комплексные добавки.

Что касается суперпластификаторов, то они необходимы для повышения подвижности смеси и увеличения прочности материала. Суперпластификаторы придают материалу плотность и водонепроницаемость. Это снижает расход дорогостоящего цемента для обеспечения прочности.

Изучая добавки в бетон, вы должны обратить особое внимание на ускорители набора прочности. Они позволяют повысить скорость набора прочностных характеристик.

Происходит это в течение первых трех суток. Довольно часто в процессе производства раствора используются добавки для сохранения подвижности. Они востребованы при длительных перевозках и в жаркое время года.

При пониженных температурах используются добавки для морозостойкости. А вот модификаторы улучшают эксплуатационные характеристики. Это позволяет получать высокопрочный бетон на основе цемента и заполнителей. Производство бетона может предусматривать использование добавок для самоуплотнения. Это упрощает бетонирование тонкостенных и армированных конструкций.

На бетонную смесь комплексно воздействуют соответствующие добавки. Они удобны тем, что избавляют производителя от необходимости покупки компонентов для обеспечения нужных свойств. Использование таких ингредиентов исключает взаимодействие некоторых химических элементов, что может привести к негативным последствиям.

Гибкий бетон

В 2016 году ученые из сингапурского университета в Наньяне представили свой вариант гибкого бетона.

Для получения гибкости в него добавляется специальное ультратонкое волокно, которое равномерно воспринимает нагрузки, распределяя их по всей площади бетона. Подобные волокна не бетонируются «намертво». Они как бы проскальзывают под давлением относительно друг друга.

Основное преимущество гибкого бетона заключается в том, что даже после деформаций он возвращается в предыдущее состояние.

Вообще гибкие бетоны впервые были изобретены около 10 лет назад и выходили под общим названием Engineered Cementitious Composites (ECC). Сингапурские исследователи улучшили версию ECC и назвали ее ConFlexPave.

На данный момент ConFlexPave используют при дорожных работах. Дороги с гибким бетоном выдерживают деформации и в то же время не размываются во время смен сезонов.

Классификация бетонных растворов по прочности

Под плотностью понимаются прочностные параметры материала. Свойства бетона разные, но плотность – ключевой фактор. От этого зависит, насколько готовый элемент стоек к сжатию, минусовой температуре, влаге и так далее.

Используемый наполнитель влияет на то, к какому классу относится сырье. Виды бетона:

• легкий или облегченный. Их параметр плотности – от 500 до 1800 кг/м3. Заполнителями выступают такие вещества: пемза, керамзит, туф и другие пористые материалы. Облегченные бетоны, в свою очередь, бывают: ячеистыми, пенобетонными и газобетонными;
• тяжелый. От 1800 до 2500 кг/м3. Для изготовления этих смесей применяются заполнители из горных пород. Среди них: известняк, гранит, диабаз;
• особо тяжелый. Больше 2500 кг/м3. Эта разновидность производится с применением стальных опилок или стружки, железной руды, барита.

Выбранные добавки классифицируют по фракциям, что во многом влияет на конечные свойства.

Материалы для производства силикатных бетонов

Основным вяжущим компонентом в силикатном бетоне выступает тонкомолотая известь кипелка или известь-пушонка, которая в сочетании с заполнителями и составляет основное сырье для производства силикатных бетонов. После добавления воды и последующей тепловой обработки в автоклавах, силикатобетонная смесь превращаться в прочное бетонное изделие.

Известь, применяемая для производства силикатных смесей должна отвечать следующим свойствам:

• средняя скорость гидратации;
• умеренный экзотермический эффект;
• вся фракция должна быть одинаково обожженной;
• MgO менее 5%;
• время гашения извести — 20 мин не более.

Недожог известковой массы приводит к повышенному расходу материала. Пережог снижает время гидратации извести, что приводит к вспучиванию, появлению трещин на поверхности изделий и др.

Известь, применяемая для производства силикатобетона, обычно используется в виде тонкомолотых известковых смесей следующего состава:

• известково-кремнеземистые — соединение извести и кварцевого песка;
• известково-шлаковые (известь и доменный шлак);
• известково-зольные — топливная сланцевая или угольная зола и известь;
• известково-керамзитовые и другие подобные компоненты, получаемые из отходов промышленного производства пористых заполнителей;
• известково-белитовые вяжущие, получаемые при низкотемпературном обжиге известково-кремнеземистой сухой смеси и кварцевого песка.

В качестве кремнеземистых заполнителей используют следующие материалы:

• кварцевый молотый песок;
• металлургические (доменные) шлаки;
• зола ТЭЦ.

Наиболее часто в качестве заполнителей выступают кварцевые пески средней и мелкой фракции, которые по своему составу должны выглядеть следующим образом:

• 80% и более кремнезема;
• менее 10% глинистых включений;
• 0,5% и меньше примесей слюды.

Крупные включения глины в структуре кварцевого песка снижают морозостойкость и прочность силикатного бетона.

Тонкомолотый кварцевый песок оказывает значительное влияние на формирование высоких эксплуатационных свойств силикатных бетонов. Так, с повышением дисперсности частиц песка увеличивается морозостойкость, прочность и другие характеристики силикатных материалов.

При выборе составляющих для изготовления силикатного бетона необходимо знать следующее:

1. Расход вяжущего увеличивается пропорционально увеличению прочности бетона.
2. Снижение расхода вяжущих в составе силикатной смеси наблюдается при повышении дисперсности мелкого кварцевого песка, и увеличивается при повышении формовочной влажности силикатобетонного раствора.
3. Дисперсность молотого кварцевого песка должна быть в 2,5 раза ниже дисперсности молотой извести.

Основные трудности строительства на склоне

Фундамент на участке с уклоном должен возводиться с соблюдением некоторых правил.

Перед тем как сделать фундамент на склоне, необходимо осуществить сложные расчеты и точно определить угол наклона поверхности, тип почвы, глубину грунтовых вод; вряд ли получится использовать типовой проект дома.

Каждый уклон уникален, поэтому требует индивидуального подхода при создании проекта; особое внимание необходимо уделить системе гидроизоляции, на что потребуются дополнительные материальные затраты;. Фундамент является основной составляющей каждой без исключения постройки. Фундамент является основной составляющей каждой без исключения постройки.

Фундамент является основной составляющей каждой без исключения постройки.

С целью размещения строительных материалов важно подготовить на склоне ровную площадку, а также дорогу для подъезда машин, подвозящих эти материалы; на участке с наклоном сложно использовать строительную технику, поэтому при планировании строительства желательно учитывать такую возможность.

Несмотря на то, что на склоне строить дом сложно, все же это возможно. Кроме определенных трудностей, существуют и положительные моменты строительства:

• стоимость земли на склоне гораздо ниже, чем у аналогичного участка на равнине;
• есть возможность создания оригинального строения с красивым открывающимся видом из окон;
• в подвальном помещении дома весной не будет скапливаться талая вода.