Классификация бетона: cовременные типы для внутренних и наружных работ

(от фр. béton) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (например, цемент), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон).

Содержание

• 1 История
• 2 Изготовление
• 3 Виды бетона
• 4 Подбор состава бетона
• 5 Укладка, уплотнение, затвердевание
• 6 Эксплуатационные свойства 6.1 Прочность на сжатие
• 6.2 Удобоукладываемость
• 6.3 Другие важные показатели

История

Бетон известен более 4000 лет (Древняя Месопотамия) [источник не указан 531 день

], особенно широко использовался в Древнем Риме[1][прим. 1]. Италия — вулканическая страна, в которой легко доступны компоненты, из которых может быть приготовлен бетон, включая пуццоланы и лавовый щебень. Римляне использовали бетон в массовом строительстве общественных зданий и сооружений, включая Пантеон, купол которого до сих пор является наиболее крупным в мире выполненным из неармированного бетона. При этом в восточной части государства эта технология не получила распространения, там в строительстве традиционно использовался камень, а затем и дешёвая плинфа — род кирпича.

Вследствие упадка Западной Римской империи широкомасштабное строительство монументальных зданий и сооружений сошло на нет, что сделало использование бетона нецелесообразным и в сочетании с общей деградацией ремесла и науки привело к утрате технологии его производства. В период раннего Средневековья единственными крупными архитектурными объектами были соборы, которые возводились из природного камня.

Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 года (И. Джонсон). Патент на портландцемент получил в 1824 году Джозеф Аспдин; патент на «римский цемент» получил в 1796 году Джеймс Паркер.

Мировыми лидерами в производстве бетона являются Китай (430 млн м³ в 2006 г.)[2] и США (345 млн м³ в 2005 г.[3] и 270 млн м³ в 2008 г.)[2] В России в 2008 г. было произведено 52 млн м³.

Изготовление

Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и выше.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента[4].

Правила приготовления смеси

Для самостоятельного приготовления В25 необходимо приобрести вышеобозначенные компоненты, а также подготовить ёмкость подходящих размеров/бетономешалку, рычаг для перемешивания, лопаты, ведра, спецодежду и средства индивидуальной защиты.

Базовая схема:

Смешайте достаточное количество цемента, песка и добавок в ёмкости до получения однородной сыпучей массы.Добавляйте в воду порциями по 5-10 литров, перемешивая пластичную массу, не допуская её расслаивания, образования не растворившихся комков.Засыпайте щебень и в течение 15-20 минут тщательно перемешивайте крупнозернистый заполнитель, равномерно распределяя его по раствору.

Сейчас читают: Какой бетон использовать для стяжки пола?

Виды бетона

Согласно ГОСТ 25192-2012[5], ГОСТ 7473-2010 (ранее 7473-94) классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

• По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий)
• специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

• По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
• По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
• По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
• По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении или в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-2012 используется следующая классификация.

• По средней плотности бетоны подразделяют на:

• особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
• тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м³);
• облегченные (плотность 1800—2200 кг/м³);
• легкий (плотность 500—1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

• По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:

• тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
• жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
• товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

Подбор состава бетона

Стандартная область просеивания песка для подбора состава бетона
Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона лучше использовать природный песок от среднего до крупного. Крупность песка и его соотношение с крупным заполнителем (щебнем или гравием в тяжелом бетоне, керамзитом- в легком) в составе бетонной смеси влияет на подвижность и количество цемента. Чем мельче песок, тем больше требуется минерального заполнителя и воды. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.

После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учётом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже[6].

Вместо песка можно успешно использовать отходы производства металлургической, энергетической, горнорудной, химической и других отраслей промышленности[7].

Заполнители

Взаимодействуя с водой цемент способен самостоятельно твердеть и схватываться. Однако образовавшийся при этом цементный камень (так называют новообразование) при затвердевании заметно деформируется, результатом чего являются:

• появление трещин;
• внутренние напряжения;
• снижение прочности и долговечности.

Для ликвидации подобных последствий в состав приготавливаемой смеси вводят заполнители, которыми являются песок и щебень. Они создают некий структурный каркас, способный воспринять усадочные напряжения, повысить прочность и уменьшить ползучесть бетона. Кроме того, и это еще более важно, заполнители значительно снижают стоимость бетонной продукции.

При выборе количества и вида щебня учитываются его прочность и марка заказанного бетона. Наибольшее распространения получили такие его виды:

• Известняк – годен для приготовления марок, “идущих” до бетона М350, но из-за низкой морозостойкости чаще используется для получения бетона более низких марок, например таких как бетон М200
• Гравий – самый распространенный заполнитель. Его прочность вполне достаточна для приготовления большинства смесей.
• Гранит – более прочный прочный применяемый заполнитель. К тому же он наделен низким водопоглощением, что позитивно сказывается на морозостойкости бетонных конструкций.

Укладка, уплотнение, затвердевание

Укладка и уплотнение бетона.
Бетонная смесь после приготовления и укладки должна быть как можно быстрее уплотнена. В процессе уплотнения избавляются от воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном — вибропрессы. Температура отвердевания — от +5 °C до +30 °C.

Сфера применения

Универсальная бетонная смесь В25 применяется в следующих сферах строительства:

Фундаменты под жилые и промышленные многоэтажные здания.Разнообразные железобетонные конструкции – как для наружного, так и внутреннего использования.Автомагистрали федерального значения, площадки под тяжелую технику.Прочие внутренние и внешние ответственные работы – стяжки, перекрытия, сваи, колонны, несущие стены и так далее.

Эксплуатационные свойства

Прочность на сжатие

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона.

Класс бетона В

— это кубиковая прочность в МПа, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (доверительной вероятностью) 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в пяти случаях можно ожидать его не выполненным.

Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что стандартные кубики (150×150×150 мм), изготовленные из бетона данного класса, в 95 % случаев выдерживают давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для бетона класса В25 по прочности на сжатие нормативное сопротивление Rbn, применяемое в расчетах, составляет 18,5 МПа, а расчётное сопротивление Rb — 14,5 МПа.

Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Наряду с классами, прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Из актуальной версии ГОСТ 26633-2015 данная таблица изъята, так как вводит в заблуждение.

До момента испытаний образцы бетона должны храниться в камерах нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции может осуществляться неразрушающими методами контроля с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта, склерометров различных конструкций, ультразвуковых приборов и других.

Удобоукладываемость

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:

• сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд);
• жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд);
• подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости:

Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем удобоукладываемости не ниже П2.

Другие важные показатели

• Прочность на изгиб.
• Морозостойкость — обозначается латинской буквой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.
• Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные климатические камеры.

Определение слова «Бетон» по БСЭ:

Бетон (франц. bйton) искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения. один из основных строительных материалов. До формования указанная смесь называется бетонной смесью (см. Бетонные работы (См. Жаростойкий бетон)). Историческая справка. При возведении массивных сооружений и таких конструкций, как своды, купола, триумфальные арки, ещё древние римляне использовали Б. и в качестве вяжущих материалов применяли глину, гипс, известь, асфальт. С падением Римской империи применение Б. прекратилось и возобновилось лишь в 18 в. в западноевропейских странах. Развитие и совершенствование технологии Б. связано с производством Цемента, который появился в России в начале 18 в. По архивным свидетельствам на строительстве Ладожского канала в 1728-29 был использован цемент, изготовленный на цементном заводе, существовавшем в Конорском уезде Петербургской губернии В 1824 Дж. Аспдин получил в Англии патент на способ изготовления гидравлического цемента. Первый цементный завод во Франции был открыт в 1840, в Германии — в 1855, в США — в 1871. Распространению Б. способствовало изобретение в 19 в. Железобетона. Широкое применение Б. в СССР было подготовлено трудами русских учёных Н. А. Белелюбского, А. Р. Шуляченко и И. Г. Малюги, разработавших совместно в 1881 первые нормы на Портландцемент. В 1890 И. Самович опубликовал результаты испытаний прочности растворов с различным содержанием цемента и предложил составы бетонной смеси для получения Б. наибольшей плотности. Профессор И. Г. Малюга в 1895 установил качественную зависимость между прочностью Б. и процентным содержанием воды в массе цемента и заполнителей. В работе американского учёного Д. Абрамса, опубликованной в США в 1918, были даны подробные графические зависимости прочности Б. от водо-цементного отношения и подвижности бетонной смеси, от состава Б., крупности заполнителей и водо-цементного отношения. Научные основы проектирования состава Б. с учётом его прочности и подвижности бетонной смеси были развиты советским учёным Н. М. Беляевым. Представления о зависимости прочности Б. от водо-цементного отношения радикально не изменялись в течение длительного времени. Швейцарский учёный Боломе упростил практическое применение этой сложной (гиперболической) зависимости путём перехода к линейной зависимости прочности Б. от обратной величины — цементно-водного отношения. В течение ряда лет эта зависимость применялась на практике. В 1965 советским учёным профессором Б. Г. Скрамтаевым совместно с др. исследователями было установлено, что линейная зависимость справедлива лишь в определённом диапазоне изменения цементно-водного отношения. Классификация и области применения бетона. Б. классифицируют по виду применяемого вяжущего: Б. на неорганических вяжущих (цементные Б., Гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные Б., жаростойкие бетоны и др. специальные Б.) и Б. на органических вяжущих (Асфальтобетоны, Пластбетоны). Цементные Б. в зависимости от объёмной массы (в кг/мі) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500). Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые Б. обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы — водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях (см. Гидротехнический бетон), на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость Б., подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлых Б. предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов Советского Союза привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения Б., что достигается применением быстро-твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и др. способами. К тяжёлым Б. относится также силикатный Б., в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими Б. занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон (См. Крупнопористый бетон), изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем. Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого Б.. они названы в зависимости от вида примененного заполнителя — Вермикулитобетон, Керамзитобетон, Пемзобетон, Перлитобетон, Туфобетон и др. По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие Б. подразделяются на обычные лёгкие Б. (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные лёгкие Б. (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые лёгкие Б., изготовляемые без мелкого заполнителя, и лёгкие Б. с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей. По виду вяжущего лёгкие Б. на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких Б. — наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий Б. используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким Б. относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/мі. По способу образования пористой структуры ячеистые Б. разделяются на Газобетоны и Пенобетоны, по виду вяжущего — на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих. на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести. газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков. При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые Б. называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами. Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как Теплоизоляционные материалы. Области применения Б. в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных Б. (тяжёлых и лёгких), а также Б. с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых Б.: макро- и микроструктурной теорий прочности Б. с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций Б. и др. Физико-технические свойства Б. Основные свойства Б. — плотность, содержание связанной воды (для особо тяжёлых Б.), прочность при сжатии и растяжении, морозостойкость, теплопроводность и техническая вязкость (жёсткость смеси). Прочность Б. характеризуется их маркой (временным сопротивлением на сжатие, осевое растяжение или растяжение при изгибе). Марка по прочности на сжатие тяжёлых цементных, особо тяжёлых, лёгких и крупнопористых Б. определяется испытанием на сжатие бетонных кубов со стороной, равной 200 мм, изготовленных из рабочего состава и испытанных после определённого срока выдержки. Для образцов монолитного Б. промышленных и гражданских зданий и сооружений срок выдержки при нормальном твердении (при температуре 20 °С и относительной влажности не ниже 90%) равен 28 сут. Прочность Б. в возрасте 28 сут R28 нормального твердения можно определять по формуле: R28 = aRц (Ц/В — б), где Рц — активность (прочность) цемента. Ц/В — цементно-водное отношение. а — 0,4-0,5 и б — 0,45-0,50 — коэффициенты, зависящие от вида цемента и заполнителей. Для установления марки Б. гидротехнических массивных сооружений срок выдержки образцов равен 180 сут. Срок выдержки и условия твердения образцов Б. сборных изделий указываются в соответствующих ГОСТах. За марку силикатных и ячеистых Б. принимают временное сопротивление в кгс/смІ на сжатие образцов тех же размеров, но прошедших автоклавную обработку одновременно с изделиями (1 кгс/смІ &asymp. 0,1 Мн/мІ). Особо тяжёлые Б. имеют марки от 100 до 300 (&sim.10-30 Мн/мІ), тяжёлые Б. — от 100 до 600 (&sim.10-60 Мн/мІ). Марки высокопрочных Б. — 800-1000 (&sim.80-100 Мн/мІ). Применение высокопрочных Б. наиболее целесообразно в центрально-сжатых или сжатых с малым эксцентриситетом колоннах многоэтажных промышленных и гражданских зданий, фермах и арках больших пролётов. Лёгкие Б. на пористых заполнителях имеют марки от 25 до 200 (&sim.2,5-20 Мн/мІ), высокопрочные Б. — до 400 (&sim.40 Мн/мІ), крупнопористые Б. — от 15 до 100 (&sim.1,5-10 Мн/мІ), ячеистые Б. — от 25 до 200(&sim.2,5-20 Мн/мІ), особо лёгкие Б. — от 5 до 50 (&sim.0,5-5 Мн/мІ). Прочность Б. на осевое растяжение ниже прочности Б. на сжатие примерно в 10 раз. Требования по прочности на растяжение при изгибе могут предъявляться, например, к Б. дорожных и аэродромных покрытий. К Б. гидротехнических и специальных сооружений (телевизионные башни, градирни и др.), кроме прочностных показателей, предъявляются требования по морозостойкости, оцениваемой испытанием образцов на замораживание и оттаивание (попеременное) в насыщенном водой состоянии от 50 до 500 циклов. К сооружениям, работающим под напором воды, предъявляются требования по водонепроницаемости, а для сооружений, находящихся под воздействием морской воды или др. агрессивных жидкостей и газов, — требования стойкости против коррозии. При проектировании состава тяжёлого цементного Б. учитываются требования к его прочности на сжатие, подвижности бетонной смеси и её жёсткости (технической вязкости), а при проектировании состава лёгких и особо тяжёлых Б. — также и к плотности. Сохранение заданной подвижности особенно важно при современных индустриальных способах производства. чрезмерная подвижность ведёт к перерасходу цемента, а недостаточная затрудняет укладку бетонной смеси имеющимися средствами и нередко приводит к браку продукции. Подвижность бетонной смеси определяют размером осадки (в см) стандартного бетонного конуса (усечённый конус высотой 30 см, диаметром нижнего основания 20 см, верхнего — 10 см). Жёсткость устанавливается по упрощённому способу профессора Б. Г. Скрамтаева либо с помощью технического Вискозиметра и выражается временем в сек, необходимым для превращения конуса из бетонной смеси в равновеликую призму или цилиндр. Эти исследования производят на стандартной лабораторной виброплощадке с автоматическим выключателем, используемой также при изготовлении контрольных образцов. Градации подвижности бетонной смеси приводятся в табл.

Градации подвижности бетонной смеси

Выбор бетонной смеси по степени её подвижности или жёсткости производят в зависимости от типа бетонируемой конструкции, способов транспортирования и укладки Б. Наряду с ценными конструктивными свойствами Б. обладает также и декоративными качествами. Подбором компонентов бетонной смеси и подготовкой опалубок или форм можно видоизменять окраску, текстуру и фактуру Б.. фактура зависит также и от способов механической и химической обработки поверхности Б. Пластическая выразительность сооружений и скульптуры из Б. усиливается его пористой, поглощающей свет поверхностью, а богатая градация декоративных свойств Б. используется в отделке интерьеров и в декоративном искусстве. Лит.: Малюга И. Г., Состав и способ приготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости, СПБ, 1895. Самович И., Составление пропорций цементных растворов и бетонов, «Инженерный журнал», 1890, № 7-8 и 9. Беляев Н. М., Метод подбора состава бетона, Л., 1927. Скрамтаев Б. Г., Исследование прочности бетона и пластичности бетонной смеси, М., 1936 (Дисс.). Москвин В. М., Бетон для морских гидротехнических сооружений, М., 1949. Шестоперов С. В., Долговечность бетона транспортных сооружений, 3 изд., М., 1966. Миронов С. А., Малин и на Л. А., Ускорение твердения бетона, 2 изд., М., 1964. СНи П, ч. 1, разд. В, гл. 3. Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях, М., 1963. Десов А. Е., Тяжелые и гидратные бетоны. (Для защиты от радиоактивных воздействий), М., 1956. Некрасов К. Д., Жароупорный бетон, М., 1957. Суздальцева А. Я., Бетон в современной архитектуре, М., 1968. Taylor W. Н., Concrete technology and practice, 2 ed., N. Y., 1967. Библ.: Библиографический справочник литературы по технологии бетона за 1895-1940, под ред. Б. Г. Скрамтаева, М., 1941. А. Е. Десов.

Добавки для бетона

Применение добавок позволяет существенным образом влиять на смеси, бетоны и растворы придавая им специфические свойства. ГОСТ 24211-2008[8] предлагает следующую классификацию добавок:

1. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
   пластифицирующие добавки
   повышают подвижность бетонной смеси, тем самым позволяя получить заданную консистенцию при меньшем расходе воды;
2. водоредуцирующие добавки
   позволяют получить высокоподвижные смеси с низким водосодержанием, следовательно, с относительно небольшим объемом цементного камня;
3. стабилизирующие добавки
   обеспечивают сохранность консистенции, тем самым предотвращая расслоение смеси при укладке и уплотнении;
4. добавки регулирующие сохраняемость подвижности
   смеси востребованы в жаркое время года, при необходимости длительной транспортировки смеси;
5. добавки увеличивающие воздухо- (газо) содержание смеси
   или воздухововлекающие добавки повышают морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии, но несколько снижают прочность будущей конструкции;
6. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
   регулирующие кинетику твердениябетона:замедлители
   применяют, когда возникает необходимость увеличить время до начала схватывания бетонной смеси в случае длительной транспортировки;
7. ускорители
   сокращают время твердения бетона;
8. повышающие прочность бетона —
   добавки этого типа увеличивают стойкость бетона к истиранию, ударам и раскалыванию;
9. снижающие проницаемость
   — вещества, повышающие плотность структуры бетона;
10. добавки повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре
    применяют для предотвращения коррозии при непосредственном контакте бетона с арматурой в железобетонных конструкциях;
11. добавки повышающие морозостойкость
    увеличивают количество циклов попеременного замерзания и оттаивания бетона без потери прочностных свойств;
12. добавки повышающие коррозионную стойкость
    бетона в условиях среды, вызывающей ухудшение свойств материала;
13. расширяющие
    добавки применяют с целью компенсировать усадку бетона в процессе эксплуатации конструкции;
14. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
    противоморозные
    добавки при растворении в воде сильно понижают температуру замерзания смеси, предотвращая ее замерзание при транспортировке, а также препятствуют промерзанию свежеуложенного бетона в холодное время года;
15. гидрофобизирующие
    добавки придают стенкам пор бетона водоотталкивающие свойства, увеличивая водонепроницаемость бетона, а также препятствует возникновению капиллярного эффекта;
16. фотокаталитические
    добавки придают бетону свойства самоочищаться, в результате такой реакции происходит разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т.д.
17. Минеральные добавки для бетона:
    тип I — активные минеральные: обладающие вяжущими свойствами;
18. обладающие пуццолановой активностью;
19. обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью.
20. тип II — инертные минеральные.

Характеристики компонентов бетонной смеси В25

Основные требования к сыпучим и жидким веществам:

Цемент. Используется портландцемент М400/М500 без окаменевших частичек и загрязнителей.Песок. Мелкозернистый наполнитель в насыпном виде речного происхождения. Фракция – 0,6-2 миллиметра. Влажность – 3 процента. Примеси – не более 5 процентов глины, пыли.Щебень. Для внутренних не ответственных строительных работ возможно применение шлаковых или вторичных отходов. Бетонная смесь под фундамент, монолит, железобетонные конструкции – гравийный или гранитный щебень фракции 10-40 миллиметров с однородной структурой без примесей.Вода. Дистиллированная жидкость с температурой 15-30 градусов Цельсия.

В ряде случаев вспомогательным компонентом В25 выступают добавки.

Востребованные варианты:

Модификаторы твердения. Ускоряют или замедляют процесс схватывания материала после замеса.Пластификаторы. Улучшают подвижность пластичной массы, уплотняют её структуру, повышают показатели морозостойкости после окаменения.Антифризы. Позволяют заливать бетонную смесь В25 при отрицательных температурах путём недопущения замерзания в растворе жидкостей.Расширители. Противодействуют усадке смеси в процессе заливки.Гидроизоляционные присадки. Повышают класс водостойкости.Иные вещества. Биотические экстракторы, пигменты, влагоудерживатели, антикоррозионные добавки, поризаторы, воздухововлекающие соединения, прочее.

Обозначение бетонной смеси

Согласно ГОСТ 7473-2010[9] «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно состоять из:

• типа бетонной смеси (сокр. обозначение);
• класса по прочности;
• марки по удобоукладываемости,
• при необходимости, марки морозостойкости, марки водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
• обозначение стандарта.

Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010

. В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»).

Преимущества и недостатки материала

Преимущества:

Динамические технико-эксплуатационные характеристики. Специфический выбор компонентов бетонной смеси и внесение в неё добавок позволяет получить необходимые параметры прочности, подвижности, влагостойкости, обеспечить антикоррозионную защиту, устойчивость к воздействию низких температур.Универсальное использование. При необходимости материал применяется для всех видов строительных бетонных работ.Возможность полноценной обработки после застывания. Бетон В25 выдерживает глубокую шлифовку, обработку различными пропитками, прочие постпроцедуры.

Недостатки:

Подвижность и застывание. B25 имеет высокий уровень подвижности и быстро схватывается. При отсутствии специфических добавок это усложняет процесс заливки и дозревания бетона.Цена. Стоимость бетонной смеси достаточно высока, что обуславливает его применение преимущественно для промышленных нужд.

Защита бетона

Гидроизоляционную защиту бетона подразделяют на первичную и вторичную. К первичной относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. Ко вторичной — дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды[10].

Меры первичной защиты предполагают использование материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость в агрессивной среде, а также обеспечивающих низкую проницаемость бетона. К мерам первичной защиты относятся также вопросы выбора рациональных геометрических очертаний и форм конструкций, назначение категорий трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, рассмотрение сочетания нагрузок и определение непродолжительного раскрытия трещин, назначение толщины защитного слоя бетона с учётом его непроницаемости. Также к первичной защите можно отнести применение интегральных капиллярных материалов — гидроизоляция строительными смесями проникающего действия. При этом уплотняется структура бетона и происходит увеличение водонепроницаемости, морозостойкости, прочности на сжатие и коррозионной стойкости на весь срок службы.

Задача вторичной защиты — не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и бетона. В качестве вторичной защиты используют обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы и высоконаполненные покрытия. Чаще всего в качестве связующего материала при производстве полимерных составов применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные компоненты. Механизм защиты бетонного основания заключается в уплотнении поверхностного слоя и изоляции поверхности.

Проблема защиты бетона от химической и электрокоррозии стоит особенно остро для объектов железнодорожного транспорта, где блуждающие токи утечки сочетаются с агрессивным химическим воздействием.

Прогрев бетона зимой

Существенный недостаток бетона выявляется при строительстве в зимнее время, когда из-за низких температур прочность возводимых бетонных сооружений находится под угрозой. По этой причине возникает потребность в принудительном прогреве бетона.

Основные и дополнительные способы прогрева бетона

[11]. Среди них различают:

• Прогрев проводом. Доступный метод, который обеспечивает отличный прогрев помещения.
• Прогрев электродами. Обеспечивает быстрое нагревание в силу распространения сети электродов.

• пластинчатые электроды. Они соединяются с бетонным раствором изнутри — крепятся на опалубку. Передают тепло непосредственно бетону.
• полосовые электроды. Крепятся с обеих сторон.
• струнные электроды. Чаще используются в колоннах и крепятся в центральной части.
• стержневые электроды. Применяются там, где невозможно использование других электродов.

• Станция прогрева бетона. Используется в тех случаях, когда бетон планируется прогревать проводом. Мощность станции напрямую влияет на уровень прогрева бетона. Управляется вручную или автоматически.
• Греющая опалубка. Считается более выгодным и долгосрочным решением для обогрева бетона, чем прогрев при помощи проводов.
• Индукционный метод. При таком выборе важно строго рассчитать количество витков и соотнести их с объёмом металла конструкции.
• Инфракрасный метод. Эффективный и простой способ прогрева, но достаточно дорогостоящий.
• Бетонирование в тепляках и термоматы. Трудоемкий и дорогой метод, который не подходит для больших помещений с колоннами. В таких случаях монолитные колонны или стены лучше защищать пологами, натянув их на строительные леса, поставить термогенераторы принудительного типа.
• Набор температуры влияет на набор прочности и сроки снятия опалубки, для этого в зимний период так же необходимо следить за температурой бетона на поверхности и внутри ядра. Поэтому в конструкции делают термоскважины или монтируют термопары. При демонтаже опалубки разница температур окружающей среды и ядра бетонной конструкции не должна превышать 15 градусов.

Стоимость

Средняя цена на готовую продукцию – 3-3,3 тысячи рублей за один кубометр бетона. На цену влияет:

Применение добавок в осенне-зимний период и сильную жару;Регион расположения производителя;Отдаленность конечного пункта доставки бетонной смеси;Необходимости применения специальной автотехники для транспортировки;Прочие факторы.

Для частного строительства в небольших объемах В25 готовится самостоятельно. При условии покупки качественных ингредиентов и соблюдения технологии замеса эта процедура обойдется на 15 процентов дешевле приобретения готовой продукции.

См. также

• Бетон ячеистый
• Лёгкие бетоны
• Бетоны на органических заполнителях
• Газошлакобетон
• Гидротехнический бетон
• Железобетон
• Фибробетон
• Пенобетон
• Архитектурный бетон
• Микрокремнезём
• Стойкость бетона
• Климатическая камера
• Бетононасос
• Автобетоносмеситель
• Автобетоносмеситель с самозагрузкой
• Бетоносмесительный завод
• Композитная арматура
• Бетонные мосты
• Фотокаталитический бетон
• Конус Абрамса
• Минеральные добавки для цементов

Ссылки

1. Кочетов В. А. Римский бетон. — М.: Стройиздат, 1991.
2. ↑ 12
   Бетонная статистика: сравнение стран Европы, России и США
3. European Ready Mixed Concrete Industry Statistics based on the Y2007 production data Архивировано 26 марта 2012 года.
4. Изготовление бетона своими руками, водоцементное соотношение, пропорции
5. ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования, ГОСТ от 27 декабря 2012 года №25192-2012. docs.cntd.ru. Проверено 5 июля 2021.
6. П. П. Бородавкин Зерновой состав песка для приготовления бетонной смеси (недоступная ссылка)
7. Туркина И.А.
   Бетоны на отходах производства // Технологии бетонов. — 2013. — № 8 (85). — С. 42-44.
8. ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия (с Изменением N 1) (с Поправкой), ГОСТ от 29 апреля 2010 года №24211-2008. docs.cntd.ru. Проверено 8 марта 2018.
9. ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия, ГОСТ от 13 мая 2011 года №7473-2010. docs.cntd.ru. Проверено 5 июля 2021.
10. А. Н. Клюев, В. Б. Семенов. Бесцементный бетон на основе щёлочесодержащих отходов нефтехимической промышленности Архивировано 3 апреля 2008 года.
11. Прогрев бетона зимой: основные способы Архивировано 3 сентября 2014 года.