Тяжелый бетон: понятие, состав, применение

В современном строительстве используется множество материалов, но одним из самых актуальных является тяжелый бетон. Обычно этот стройматериал используют для возведения монолитных зданий и сборных конструкций. В частном строительстве бетон тяжелый практически не используется. Также применяется комбинация с арматурой, при помощи которой производят большое количество изделий из железобетона: ЖБК, дорожные плиты, фундаментные блоки и плиты перекрытия. Ознакомившись с этой статьей, вы узнаете параметры материала, узнаете, в каких случаях применяется тяжелый бетон и какими преимуществами он обладает. Освоить тему вам помогут полезные таблицы ГОСТ.

Преимущества тяжелого бетона

Начать стоит именно с положительных сторон, за счет которых стройматериал получил большую популярность в современном строительстве. Итак, к плюсам следует отнести:

• удобный способ подачи и укладки бетона;
• долговечность;
• высокий показатель прочности после высыхания;
• доступная стоимость;
• высокий показатель плотности.

Важно! Основной тяжелого бетона является портландцемент или его модификации. Сегодня основной состава являются быстротвердеющий, пуццолановый или пластифицированный. Портландцемент выбирают в зависимости от типа будущей конструкции.

Состав стройматериала

Состав тяжелых бетонов включает в себя воду, не содержащую кислоты и примеси, портландцемент, чистый песок, наполнитель и специальные добавки. Что касается наполнителей, то здесь это плотные горные породы типа щебня, полевошпатного песка, известняка, гравия или кварцевого песка. Прочность и плотность обеспечиваются за счет определенной марки, как и обычном бетоне. Также на эти показатели влияют условия и сроки отведения, а также активность портландцемента. С составом мы разобрались, теперь стоит рассмотреть основные пропорции, которые применяются в строительстве.

Соотношения ингредиентов

Существует основной «рецепт», которым пользуются практически все строители: 1 часть цемента, 2 части песка, 4 части наполнителя и 0,8-1 части воды. Цемент должен иметь марку с высоким индексом, песок используется крупнозернистый. При необходимости соотношения меняются, но обычно мастера рассчитывают, сколько нужно цементной смеси на один кубический метр.

В таблице ниже указаны различные классы, индекс которых зависит от соотношения и количества ингредиентов:

Общие сведения о составе

В результате схватывания бетонной смеси и дальнейшего твердения изделия возникает структура стройматериала. Основное действие на ее создании дают цементная гидратация, а также схватывание и твердение самого цемента. В состав бетонных растворов входят:

• Цемент — связывающий элемент. Лежит в основе замешивания бетона и строительного раствора. Иногда цемент заменяют известью.
• Песок. Зерна должны быть крупностью 0,1—5 мм. Именно такие песчинки округлой формы позволят легко вбивать в бетонный раствор строительные материалы, такие как кирпич или бетонные плиты.
• Крупный заполнитель — щебень, который, в свою очередь, делится на подвиды: известняк;
• гравий;
• гранит.

Используя только питьевую воду для изготовления бетон, можно достигнуть максимально качественного продукта

Марки тяжелых бетонов

Тяжелый бетон можно разделить на несколько видов, которые зависят от целей применения:

• дорожный – используют на трассах и в условиях, где бетон должен эксплуатироваться при высоких нагрузках;
• гидротехнический – такой вид бетона используется в условия повышенной влажности;
• литой – в состав входят пластификаторы и цемент, который застывает гораздо быстрее, чем стандартные марки;
• железобетонный – используется для изготовления железобетонных блоков и перекрытий.

В редких случаях используют кислотоупорный, жаростойкий и высокопрочный тяжелый бетон. Что касается класса стройматериала, то этот показатель должен варьироваться между 95% и 100%. В документации ГОСТ обычно обозначается индексом 0,95. Ниже рассмотрены основные марки тяжелых бетонов, так как по ним строителям проще ориентироваться.

Индекс марки в первую очередь зависит от показателя прочности на сжатия, а также от осевого растяжения. Итак, тяжелый бетон делится на следующие марки:

• М50 и М100 – имеют низкую прочность на сжатие, поэтому используются только для работ при ландшафтном обустройстве;
• М150 – эта марка применяется для изготовления различных отмостков и стяжек;
• М200 – без этого бетона, как правило, не проводится ни одна, реставрация площадок, фундаментов и лестниц;
• М250 и М300 – оптимальный вариант по стоимости и качеству, который используется для создания монолитных блоков и других бетонных конструкций;
• М350 – прочный стройматериал, применяющийся для создания аэродромных плит;
• М400 – из тяжелого бетона этой марки строят банковские хранилища, гидросооружения, а также мосты;
• М500 и М600 – в основе строительства метро лежат именно эти марки тяжелого бетона.

Марки с более высоким значением (до 800 кгс/м²) тоже существуют, но в современном строительстве они применяются очень редко. Каждый материал для создания тяжелого бетона имеет свои параметры. Чтобы не описывать особенности каждой марки, мы сделали удобную таблицу, где указаны пропорции на бетон:

Технология изготовления бетона

Способ приготовления бетона не является сложным процессом и при необходимости может быть реализован своими силами. Суть технологии заключается в точном отмеривании компонентов (по объему или массе), тщательном перемешивании любым способом и последующем использовании в течение определенного времени.

Для изготовления тяжелого бетона используют: портландцемент доступных марок ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500),карьерный или речной песок, гранитный или гравийный щебень.

В определенных случаях, при строительстве неответственных сооружений (отмостка, садовые дрожки, бетонные площадки и пр.) допускается замена щебня строительным мусором – битым кирпичом, кафелем, старой штукатуркой и другими отходами строительства.

В зависимости от назначения и пропорций компонентов тяжелые бетоны делятся на марки. Марка бетона представляет собой сочетание буквы «М» с группами цифр от 50 до 600. Цифры обозначают прочность бетона на сжатие. Например бетон М200 в «возрасте» 28 суток после заливки способен выдержать нагрузку величиной 200 кг/см2.

Пропорции для приготовления бетона

Таблица пропорций для бетона

Аббревиатура «Ц:П:Щ:В» обозначает: Цемент : Песок : Щебень.

Учитывая, что подавляющее большинство читателей этой статьи интересует вопрос, как изготавливать бетон в домашних условиях, стоит рассказать о старинной технологии, не требующей покупки дорогостоящего оборудования и специальных инструментов.

Как замесить бетон своими руками

Для приготовления бетонной смеси по данной технологии потребуется лист металла 1х2 метра, лопата, ведро, несколько кусков кирпича и желание получить бетон при минимальных затратах.

Изготовление бетона вручную – этапы технологии:

• Лист железа укладывается на относительно ровную поверхность и по углам подпирается кусками кирпича или дикого камня. Это необходимо чтобы цементное молочко не «убежало» на прилегающую поверхность почвы.
• На поверхность железа, в соответствии с принятыми пропорциями насыпается песок, щебень и цемент. На стандартный лист железа размерами 2х1метр можно насыпать до 6 десятилитровых ведер компонентов: песка, щебня и цемента.
• Компоненты тщательно перемешиваются «всухую».
• В центре насыпи, лопатой делается углубление до поверхности железа.
• В углубление наливается вода – 50% от количества цемента по объему.
• Производится перемешивание. Перемешивание начинают в формате «компоненты находящиеся вокруг углубления с водой, бросают в цент углубления, перемешивают, и так до тех пор, пока не получится однородная масса консистенции густой сметаны. При необходимости небольшими порциями добавляют воду.
• Получившийся бетонный раствор штыкуют, сгребают в кучу и начинают бетонирование.

Для упрощения работы, процесс перемешивания компонентов выполнять вдвоем, встав друг напротив друга на противоположных длинных сторонах листа, помогая друг другу совковыми лопатами. Лист железа можно заменить металлическим корытом. В этом случае объем получаемого «продукта» будет небольшой. Как показывает опыт замешивать в корыте большие объемы очень неудобно.

Изготовление бетона в бетономешалке

Торговые сети и прокатные компании предлагают покупателям и клиентам бетоносмесители имеющие различные объемы рабочего барабана. На данный момент времени можно приобрести или взять в аренду бетономешалки, имеющие следующие объемы барабана в литрах: 65, 130, 160, 180, 260 или 300.

Возникает вопрос: какова норма изготовления бетона за одну загрузку для бетоносмесителя того или иного объема? Загрузка барабана бетономешалки должна составлять 2,3 объема от паспортной величины.

Например, в барабан объемом 130 допускается загружать примерно 130/3х2=85-86 литров компонентов бетона. Другими словами за одну загрузку такой бетономешалки можно получить 0,085-0,086 м3 бетона.

Особенности изготовления бетона в бетоносмесителе:

• Бетономешалку следует установить на твердую горизонтальную поверхность.
• Наклон барабана должен составлять 45 градусов.
• Включение барабана в работу с загруженными компонентами категорически запрещено! Следует сначала включить бетономешалку в работу, а потом добавлять «ингредиенты» в следующем порядке: вода, норма цемента, норма песка. «Прокрутить» в течение 2-3 минут, после чего добавить норму щебня. При необходимости добавить воды.
• Общее время замешивания не более 10 минут.

Полученный бетон необходимо использовать в течение 2-х часов.

Основные характеристики бетона

Строителям известно, что бетонная смесь гораздо хуже работает на растяжение, чем сжимается. Именно поэтому при создании ЖБ изделий бетон усиливают стальной арматурой. Что касается самого раствора, то его оценивают по определенным параметрам, которые мы рассмотрим.

Водостойкость и огнеупорность

В документации ГОСТ вы встретите индексы W2-W20 – это показатель невосприимчивости бетонной смеси к проникновению воды. Мари, имеющие максимальные показатели водостойкости, применяются для возведения мостов и подводных каналов. Еще более важным показателем для тяжелого бетона является огнеупорность. При нагревании материала до 200 градусов, его прочность снижается примерно на 30%, если температура выше 500 градусов, то начинается процесс разрушения.

Устойчивость к морозам и температурное расширение

Показатель морозостойкости следует учитывать при строительстве аэропортов, дорожных и гидротехнических сооружений, а также при возведении мостов и ограждающих конструкций. Устойчивость к морозам определяется индексом F, сегодня диапазон включает в себя F50-1000.

Переходим к следующему параметру – температурному расширению, специалисты стараются сделать так, чтобы при нагревание расширение сводилось к минимуму, так как это предотвращает растрескивание бетона. В случае с тяжелыми видами коэффициент не должен превышать 0,5.

Прочность

Тяжелые бетоны имеют достаточно высокий показатель прочности на сжатие. Этот параметр обозначается индексом B 3,5-60. Что касается сжатия материала по оси, то такая характеристика в документации ГОСТ обозначается индексом М 50-1000. Пористость материала – это тоже важный показатель, который необходимо учитывать при строительстве. Если объем, занятый порами, превышает 15%, то тяжелые бетоны считаются некачественными.

Какие виды бетона в ходу, их применение

М100 – отлично подойдет для отмостки или под основу для арматуры. Водопоглощение (W2), класс морозостойкости (F25).

М200 – самая популярная и востребованная марка бетона. Применяется, например для строительства столбчатых, ленточных и монолитных конструкций, подходит для фундаментов одноэтажных домовладений. Еще часто используется для строительства перекрытий. Морозостойкость (F100), уровень водопоглощение (W4).

М300 (В22,5) – более крепкий собрат подходит для фундаментов всех видов многоэтажных частных домов, производства монолитных стен, плит перекрытий, лестниц, заборов. Морозостойкость (F100-F200), Водопоглощение (W6).

М350 – эта марка чаще всего используется в многоэтажном жилом строительстве для возведения стен, фундаментов и перекрытий. Уровень морозостойкости (F200), водопоглощение (W6)

М450 (В35) – не самый удобный материал, быстро твердеет и имеет дорогую себестоимость. В гражданском (частном) строительстве используется редко. В основном используется для возведения дамб, плотин, тоннелей и метро. Степень морозостойкости (F300), водопоглощения (W12).

М500, М550 — особо прочный материал из-за обилия цемента в составе. Используется в гидротехническом строительстве и в конструкциях особого назначения.

Расчет состава

От расчета зависит прочность и долговечность будущей, поэтому расчетом состава тяжелого бетона должны заниматься опытные инженеры. Чтобы облегчить задачу, специалисты разработали и определили пропорции. По таблице, размещенной ниже, вы сможете определить примерное соотношение цемента (Ц), щебня (Щ) и песка (П) на бетон.

Таблица пропорций тяжелого бетона:

Как проходит замес

Замешивать тяжелые бетоны своими руками вам вряд ли придется, но процесс разобрать не помешает:

1. Готовим тару, в которой будем замешивать смесь.
2. Первым делом наливаем нужное количество воды – заметьте, при приготовлении обычного бетона первым делом в емкость помещаются наполнители.
3. Добавляем цемент, песок и наполнитель, при этом вам нужно постоянно мешать раствор.
4. Не переставая размешивать бетон, добавляем добавки и различные пластификаторы, если это предусмотрено проектом.
5. Раствор необходимо замешивать, пока вы не получите однородный состав, в котором не будет комков.

Мы кратко описали процесс ручного замешивания по ГОСТ, так как обычно для этих целей применяют специальную технику. Изготовление тяжелого бетона – это сложный процесс, которым должен заниматься опытный строитель.