Тяжелый бетон
Основными компонентами тяжелого бетона так же являются цемент, вода и песок. Главное его отличие заключается в добавлении заполнителя из горных пород, таких как щебень или гранит. Это обеспечивает более высокие показатели плотности и прочности. Иногда для придания дополнительной прочности в смесь добавляют мраморную крошку, что делает плотность бетона выше. Но и масса такого изделия увеличивается, составляя более 1,8 тонны.
Благодаря отличным эксплуатационным качествам его используют почти во всех видах строительства. Это обусловлено высокой прочностью, долговечностью, отличной устойчивостью к внешним факторам, временем затвердевания, вязкости и усадке. Тяжелый бетон практически незаменим при возведении гидротехнических зданий, взлетных полос, монолитных домов, в производстве железобетонных изделий и других конструкций, требующих повышенную прочность.
| Раствор | Цена за 1 куб. м с учетом НДС, руб. | ||
| Наименование | обычный | -5°С | -10°С |
| М50 | 2100 | 2200 | 2300 |
| М75 | 2250 | 2350 | 2450 |
| М100 | 2550 | 2650 | 2750 |
| М150 | 2850 | 2950 | 3050 |
| М200 | 3150 | 3250 | 3350 |
| Известковый раствор | 3000 |
| Бетон на гравии | Цена за 1 куб. м с учетом НДС, руб. | ||
| Наименование | обычный | -5°С | -10°С |
| М100 ( В7.5 ) | 2900 | 3000 | 3100 |
| М150 ( В12.5 ) | 3000 | 3100 | 3200 |
| М200 ( В15 ) | 3150 | 3250 | 3350 |
| М250 ( В20 ) | 3350 | 3450 | 3550 |
| М300 ( В22.5 ) | 3650 | 3750 | 3850 |
| М350 ( В25 ) | 3800 | 3900 | 4000 |
| М400 ( В30 ) | 4000 | 4100 | 4200 |
| Бетон на гранитном щебне | Цена за 1 куб. м с учетом НДС, руб. | ||
| Наименование | обычный | -5°С | -10°С |
| М250 ( В20 ) | 4100 | 4200 | 4300 |
| М300 ( В22.5 ) | 4350 | 4450 | 4550 |
| М350 ( В25 ) | 4600 | 4700 | 4800 |
| М400 ( В30 ) | 4850 | 4950 | 5050 |
| М450 ( В35 ) | 5200 | 5300 | 5400 |
| М500 ( В40 ) | 5300 | 5400 | 5500 |
| Керамзитобетон | Цена за 1 куб. м с учетом НДС, руб. | ||
| Наименование | обычный | -5°С | -10°С |
| М75 | 4300 | 4400 | 4500 |
| М100 | 4400 | 4500 | 4600 |
| М150 | 4500 | 4600 | 4700 |
Свойства легких бетонов
При выборе актуальной марки для проведения строительных работ, стоит обращать внимание на плотность материала, его прочность и склонность к теплопроводности, а также устойчивость к перепадам температур. На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды
Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала
Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды. Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
| Класс бетона по прочности | Ближайшая марка бетона по прочности |
| B3,5 | M50 |
| B5 | M75 |
| B7,5 | M100 |
| B10 | M150 |
| B12,5 | M150 |
| B15 | M200 |
| B20 | M250 |
| B22,5 | M300 |
| B25 | M350 |
| B27,5 | M350 |
| B30 | M400 |
| B35 | M450 |
| B40 | M550 |
| B45 | M600 |
| B50 | M700 |
| B55 | M750 |
| B60 | M800 |
| B65 | M900 |
| B70 | M900 |
| B75 | M1000 |
| B80 | M1000 |
Основные свойства легких бетонов напрямую зависят от объема воздуха, содержащегося в них. Прочность легкого бетона при большом количестве газа будет мала, зато теплопроводность впечатляюща и наоборот. Составы с минимальной плотностью часто применяются в качестве утеплителя. Применение материала средней плотности позволяет сделать выгодное вложение, применив ресурсы, обладающие достаточной выносливостью и теплоизоляцией.
| Строительный материал | Удельная теплоемкость, С, кДж/(кг*°С) | Плотность, у, кг/м3 | Качество теплопроводности, λ, ВТ/(м*°С) |
| Автоклавный газобетон | 1,0 | 500 | 0,14 |
| Керамзитобетон | 0,84 | 800 | 0,35 |
| Железобетон | 0,84 | 2500 | 2,04 |
| Полнотелый глиняный кирпич | 0,88 | 1800 | 0,81 |
| Пустотелый глиняный кирпич | 0,88 | 1000 | 0,44 |
| Полнотелый силикатный кирпич | 0,88 | 1800 | 0,87 |
| Дерево (сосна, ель) | 2,3 | 500 | 0,18 |
| Минеральная вата | 0,84 | 150 | 0,045 |
| Пенополистирол | 1,34 | 35 | 0,028 |
Морозостойкость легкого бетона показывает, какое количество циклов замораживания и оттаивания способен выдержать материал, не претерпевая деформации и повреждений. Этот показатель особенно важен для проведения работ в регионах с переменчивыми погодными условиями. Устойчивость к морозам определяется количеством вяжущего средства и подбор состава легкого бетона на керамзитовом заполнителе в таком случае должен осуществляться с учетом того, что материал станет максимально морозоустойчивым при больших объемах цемента или гипса.
Если вы самостоятельно изготавливаете бетонную смесь для формирования продукции, обращайте внимание на необходимые характеристики и варьируйте объем ингредиентов в соответствии с требуемыми техническими показателями будущего изделия
Классификация бетона
Рассматривая виды бетонов и их классификацию, вы сможете выделить несколько типов этого материала. Среди прочих факторов, которые позволяют подразделить состав на отдельные группы, следует упомянуть усредненную плотность. Одним из вариантов бетона является сверхтяжелый, усредненная плотность которого составляет больше 2450 кг/м3. В процессе производства используются гематит и магнетит. Эти породы являются рудными. Предварительно их измельчают до окалины, стружек или опилок. Материал используется при строительстве атомных электростанций и при необходимости защиты помещений от радиационного излучения.
Еще один вид тяжелого бетона – одноименный материал, плотность которого достигает 2400 кг/м3. Тогда как минимальное значение равно 1700 кг/м3. Этот материал является наиболее распространенным видом смеси, ведь подходит для строительства несущих и подземных конструкций, а также возведения простых стен, фундаментов и перегородок. Основным компонентом раствора выступает щебень из горных пород, среди них:
- гранит;
- диабазит;
- известняк.
Рассматривая виды легкого бетона, следует выделить одноименный состав, плотность которого достигает 1700 кг/м3. Эта смесь может иметь пористые заполнители, которые иногда даже не используются. Заполнители могут быть искусственными или естественными. Структура внутри имеет замкнутые поры. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и используются в частных домах.
Среди видов легкого бетона – сверхлегкий материал, плотность которого не превышает 450 кг/м3. Такие смеси используются в качестве теплоизоляционного ячеистого материала, который обладает большим количеством пор на основе легких пористых заполнителей. Такие конструкции популярны своей высокой теплоизоляцией и могут использоваться не только для утепления полов, стен и потолков, но и в роли целостной конструкции.
Состав бетона разных марок
Особо тяжелые бетоны, используемые при строительстве крупных промышленных объектов, обеспечивают биологическую защиту от радиоактивного излучения. Это свойство материалов по ГОСТу позволяет использовать их при строительстве ядерных установок и АЭС. Производство особо тяжелых бетонов основано на продвинутых технологиях с использованием программного обеспечения со строго заданными параметрами.
В состав особо тяжелых смесей повышенной прочности, плотность которых более 2500 кг/м3, по ГОСТу могут входить следующие виды добавок:
- барит;
- магнетит;
- чугунный скрап;
- лимонит;
- гематит.
Тяжелый бетон по ГОСТу может быть изготовлен с добавлением следующих видов цементов:
- шлакопортландцемента;
- глиноземистого цемента;
- обычного портландцемента;
- пуццоланового портландцемента;
- гипсоглиноземистого набухающего цементного песка.
Тяжелые бетоны по ГОСТу, имеющие объемную массу свыше 1800 кг/м3, широко применяют для строительства фундаментов, возведения стен зданий, сооружения плотин. Технологический процесс изготовления тяжелых бетонов повышенной прочности согласно ГОСТа основан на обработке сырья под воздействием высоких температур. В качестве крупного наполнителя по ГОСТу в составе тяжелых смесей используют гравий или щебень, а мелкого — природный песок.
В состав марок легких бетонов по ГОСТу 25820-2014 входит пористый наполнитель, что существенно снижает вес материала. Раствор содержит щебень либо гравий без мелкого заполнителя. Легкий ячеистый бетон по ГОСТу 25820-2014 можно получить путем вспенивания цементного теста.
Особо легкие или пенобетоны с наименьшей прочностью имеют сквозную пористую структуру и по ГОСТу состоят из воды, цемента, пенообразующих добавок. В качестве крупного заполнителя может быть использован керамзит, шлак, вермикулит и др. Например, в соответствии с ГОСТом 25214-82 производство силикатного бетона с содержанием воды, неорганических наполнителей и связующего известково-кремниевого вещества требует выдержки температурного режима в пределах 175—190 °C.
Приготовить бетон той или иной марки позволят данные из таблиц пропорций составляющих смеси на основе цемента марок М400 и М500 с добавлением песка и щебня в нужном количестве (см. таблицы 1,2).
Таблица 1
Пропорции цемента М400 (портландцемент), песка и щебня в бетонной смеси
| Марка бетона | Массовые состав, Ц:П:Щ (кг) | Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л) | Количество бетона из 10 л цемента (л) |
| М100 | 1:4,6:7,0 | 41:61 | 78 |
| М150 | 1:3,5:5,7 | 32:50 | 64 |
| М200 | 1:2,8:4,8 | 25:42 | 54 |
| М250 | 1:2,1:3,9 | 19:34 | 43 |
| М300 | 1:1,9:3,7 | 17:32 | 41 |
| М400 | 1:1,2:2,7 | 11:24 | 31 |
| М450 | 1:1,1:2,5 | 10:22 | 29 |
Таблица 2
Пропорции портландцемента М500, песка и щебня в бетонной смеси
| Марка бетона | Массовые состав, Ц:П:Щ (кг) | Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л) | Количество бетона из 10 л цемента (л) |
| М100 | 1:5,8:8,1 | 53:71 | 90 |
| М150 | 1:4,5:6,6 | 40:58 | 73 |
| М200 | 1:3,5:5,6 | 32:49 | 62 |
| М250 | 1:2,6:4,5 | 24:39 | 50 |
| М300 | 1:2,4:4,3 | 22:37 | 47 |
| М400 | 1:1,6:3,2 | 14:28 | 36 |
| М450 | 1:1,4:2,9 | 12:25 | 32 |
Существуют различные виды пластификаторов, которые добавляют в смесь для придания нужных характеристик. Они позволяют изменить состав раствора, например, жаропрочный бетон исключает применение щебня. Чаще всего используют гипер- и суперпластификаторы, а также замедлители, увеличивающие срок твердения раствора.
Гиперпластификторы нужны для создания пластичного декоративного бетона, а при наличии в смеси противоморозных добавок можно осуществлять строительные работы при отрицательных температурах.
Компоненты бетона
Приготовление бетона вручную
Цемент
Цемент
Цемент выполняет связующую функцию для всех остальных компонентов бетонного раствора и от его качества прямо зависит прочность самого бетона. В частном строительстве наиболее востребован цемент марки М400 и М500. При покупке цемента следует знать, что он теряет свои качества при длительном или неправильном хранении. Уже через месяц после изготовления связующие свойства цемента понижаются на 10%, через полгода – на 50%, через год его вообще не рекомендуется использовать. Но даже свежий цемент станет непригодным к применению, если потянет сырость, поэтому храниться он должен обязательно в сухом месте.
Цемент
Песок
Песок
Песок является вторым по значению компонентом бетонного раствора. В редких случаях его заменяют шлаком, стандартный же бетон всегда замешивается с песком. Лучше всего использовать крупнозернистый речной песок без различных примесей. Если же в наличии только обычный мелкий песок, в нем не должно быть глины, земли или ила, которые снижают адгезию раствора с наполнителем. Перед замешиванием песок обязательно просеивают, чтобы удалить все лишнее.
Заполнитель
Щебень как наполнитель для бетона
Наилучшим заполнителем для бетонного раствора считается щебень размерами от 5 до 35 мм. Часто щебень заменяют гравием, чуть реже – керамзитом
Очень важно, чтобы поверхность заполнителя была шероховатой, тогда ее сцепление с цементом будет максимально прочным. Для уплотнения смеси нужно брать заполнитель разных фракций
Как и песок, заполнитель должен быть чистым, поэтому высыпать его следует на подготовленную и утрамбованную площадку или на расстеленный брезент.
Добавки
Пластификаторы
Для придания бетону морозостойкости, водонепроницаемости и других полезных свойств используют пластификаторы. Они обеспечивают схватывание раствора при отрицательных температурах, увеличивают его пластичность или, наоборот, придают вязкость. Использовать их нужно только тогда, если это действительно необходимо, причем следует четко придерживаться инструкции по их применению и соблюдать пропорции.
Фибра строительнаяСтальное фиброволокно
Если требуется тонкая стяжка или стяжка на неустойчивой основе, в бетонный раствор подмешивают армирующие волокна. Они изготавливаются из поливинилхлорида и полипропилена, прочность имеют небольшую, но отлично позволяют избежать растрескивания бетона. В стандартных фундаментах и стяжках армирующие вещества не нужны.
Сфера и особенности применения
Характеристики этой разновидности позволяют: Возводить легкие конструкции, включая армируемые стены и перекрытия. Для их усиления выбираются обычные металлические стержни, балки, швеллеры, армопояса, колонны и ригели из более тяжелых строительных смесей. Максимальный эффект энергосбережения наблюдается при закладке элементов, разделяющих разнотемпературные зоны: наружных стен, перекрытий первого и последнего этажа. Использовать материал в качестве промышленного утеплителя: обеспечивая минимальную нагрузку на фундамент, бетон хорошо выдерживает высокую температуру и не боится воздействия агрессивных сред. Изготавливать кладочные изделия: блоки, панели, элементы перекрытий. Закладывать пролеты, фермы и проезжие плиты мостов при условии их напряженного армирования. Проводить реставрационные работы, включая ремонт тоннелей, крупноблочных МКД, колонн и мостов.
Класть и футеровать печи (для жаростойких растворов). В большинстве случаев блоки из облегченных марок легко поддаются обработке и распилу, при их отделке не возникает проблем. Ограничением применения является высокая способность к водопоглощению, при обычных условиях этот материал не подходит для возведения фундаментов и подземных конструкций. Исключения представляют составы с гидрофобными добавками, имеющие марку водонепроницаемости от W4 и выше. Блоки из такого бетона, используемые для строительства наружных систем, нуждаются в закрытии от внешних воздействий, проще всего это сделать с помощью штукатурки. Технология производства, нюансы замеса своими руками
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.
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 , 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.
Понятие легкого бетона, его виды и свойства
Бетонные стройматериалы, отличающиеся малой удельной массой и повышенной степенью сохранения тепловой энергии, которые используются для строительства жилых зданий, относятся к легкой категории бетонов (ЛБ).
Состав материала и классификация
Строительный материал изготавливается на основе цемента с использованием плотных (пористых) добавок.
Разновидности ЛБ по предназначению:
- Теплоизоляционные: используются для обустройства теплоизоляции зданий, инженерных конструкций; теплопроводность стройматериала — от 0,14 Вт*мС; плотность — до 400 кг/куб. м.
- Конструкционно-теплоизоляционные ЛБ: прочность — от В1.0; морозостойкость — от 25 циклов; густота — от 500 кг/куб. м.
- Конструкционные: прочность ЛБ — от В12.5; густота — от 2000 кг/куб. м.
Плотный легковесный бетон на цементном вяжущем.
Тип стройматериала по структуре:
- поризованный;
- крупнопористый;
- плотный.
Согласно технологии производства, поры в бетонных блоках формируются с помощью газа, пены, специальных воздухововлекающих составов. А достижение технических параметров материала может осуществляться естественной сушкой изделий, тепловлажностной обработкой, автоклавированием.
Основные характеристики и требования
Ключевые показатели, по которым необходимо выбирать стройматериал:
- Плотность. Данный показатель обозначается буквой «Д». Есть марки легких бетонов с густотой Д200 — Д2000. Чем больше в составе материала цемента, тем больше значение густоты. На этот показатель также влияют используемые наполнители.
- Теплопроводность. Чем меньше густота бетонного блока, тем он лучше будет удерживать температуру внутри помещения. Из данной категории строительных материалов минимальное значение теплопроводности у полистиролбетона — 0,04 Вт*мС.
- Прочность. Чем больше густота, тем прочнее стройматериал. У бетонных изделий легкой группы показатель прочности может составлять от В0,75 до В20.
- Гигроскопичность. Все виды легких бетонов впитывают влагу. Лидер по влагопоглощению газобетон — 25%, а полистиролбетон отличается наименьшим показателем — 5%.
- Морозостойкость. Для возведения внешних стен здания используются морозостойкие ЛБ с показателем — от 25 циклов. Для стройматериалов, которые используются внутри зданий для утепления или возведения межкомнатных перегородок, минимальное значение морозостойкости отсутствует.
Все бетонные изделия легкой категории являются негорючими строительными материалами и экологически безопасными.
Полистиролбетонные блоки имеют малый вес и минимальный коэффициент теплопроводности.
Основные причины популярности изделий
Бетонные стройматериалы легкой группы пользуются в частном домостроении популярностью благодаря следующим достоинствам:
- Бетонные блоки больших размеров относительно небольшой массы. Можно выполнять строительные работы без привлечения технических средств и оборудования в короткие сроки.
- Изготовить ЛБ можно самостоятельно в домашних условиях. Это помогает экономить на строительном материале заводского производства.
- На строительном рынке большой выбор легких бетонов, можно подобрать ЛБ, предназначенный непосредственно для возведения внешних конструкций, теплоизоляции или звукоизоляции здания, строительства ограждений.
- Стройматериалы данной категории отличаются хорошим сочетанием значений теплопроводности и густоты.
- Значение морозостойкости достигает 300 циклов.
- Низкая цена материала.
Справочные данные
Состав бетона, пропорции указаны в табличных данных:
| Состав бетонов – таблица | ||||||
| Компоненты | Содержание ингредиентов на 1 м³ бетона | Содержание компонентов на замес в три ведра | Прочность | Плотность | ||
| мᶾ | кг | л | кг | кг/см² | кг/м³ | |
| Бетоны – состав смеси на щебне и песке | ||||||
| Цемент | 0.08 | 240.0 | 2.40 | 7.20 | 130.00 | 2200 |
| Кварцевый песок | 1.15 | 1950 | 34.50 | 58.50 | ||
| Вода | 0.11 | 110.0 | 3.30 | 3.30 | ||
| Цемент | 0.06 | 200.0 | 1.80 | 6.00 | 150.00 | 2100 |
| Кварцевый песок | 0.54 | 920.0 | 16.20 | 27.60 | ||
| Известняковый или доломитовый щебень | 0.65 | 980.0 | 19.50 | 29.40 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 3.60 | 3.60 | ||
| Цемент | 0.06 | 200.0 | 1.80 | 6.00 | 130.00 | 1900 |
| Доломитовый отсев | 0.30 | 450.0 | 9.00 | 13.50 | ||
| Известняковый или доломитовый щебень | 0.80 | 1200.0 | 24.00 | 36.00 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 3.60 | 3.60 | ||
| Цемент | 0.06 | 200 | 1.80 | 6.00 | 85.00 | 1900 |
| Доломитовый отсев | 1.10 | 1650.0 | 33.0 | 49.50 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 3.60 | 3.60 | ||
| Цемент | 0.06 | 200.0 | 1.80 | 6.00 | 170.00 | 2300 |
| Кварцевый песок | 0.54 | 920.0 | 16.20 | 27.60 | ||
| Гранитный щебень | 0.65 | 1100.0 | 19.50 | 33.00 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 3.60 | 3.60 |
Другие виды материалов рассмотрены ниже:
| Керамзитобетон | ||||||
| Цемент | 0.08 | 250.0 | 2.40 | 7.50 | 50.0 | 1000 |
| Керамзит гранулы | 1.20 | 720.0 | 36.00 | 21.60 | ||
| Вода | 0.12 | 120.00 | 3.6 | 3.6 | ||
| Цемент | 0.07 | 220.0 | 2.10 | 6.60 | 90.00 | 950.0 |
| Керамзит 5-15 мм | 0.60 | 330.0 | 18.00 | 9.90 | ||
| Керамзит 1-5 мм | 0.65 | 390.00 | 19.50 | 11.70 | ||
| Вода | 0.12 | 120.00 | 3.60 | 3.60 | ||
| Шлакобетон | ||||||
| Цемент | 0.06 | 200 | 1.80 | 6.00 | 75.00 | 950 |
| Гранулированный шлак | 1.30 | 720.0 | 39.00 | 21.60 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 1.80 | 6.00 | ||
| Цемент | 0.06 | 200 | 1.80 | 6.00 | 100.0 | 1250 |
| Гранулированный шлак | 0.90 | 500 | 27.00 | 15.00 | ||
| Кварцевый песок | 0.32 | 540.0 | 9.60 | 16.20 | ||
| Вода | 0.12 | 120.0 | 3.60 | 3.60 | ||
| Опилкобетон | ||||||
| Цемент | 0.08 | 260.0 | 2.40 | 7.80 | 50.00 | 1500 |
| Опилки | 0.60 | 150 | 18.00 | 4.50 | ||
| Кварцевый песок | 0.65 | 1100 | 19.50 | 33.00 | ||
| Вода | 0.13 | 130.0 | 3.9 | 3.9 | ||
| Цемент | 0.09 | 280.0 | 2.70 | 8.40 | 70.00 | 1760 |
| Опилки | 0.40 | 100.0 | 12.00 | 3.00 | ||
| Кварцевый песок | 0.80 | 1350.0 | 24.00 | 40.50 | ||
| Вода | 0.13 | 130.0 | 3.90 | 3.90 |
При экономном расходовании материалов, разница в затратах будет существенна.
Как экономить, изменяя состав бетона и его пропорции показано в видео:
Особенности и свойства
Схема зависимости теплопроводности от плотности бетона.
Основными качествами, которыми характеризуется такой бетон на пористых заполнителях, являются теплопроводность, плотность, морозостойкость и прочность. Для того чтобы проанализировать подобный бетон по заданным характеристикам, необходимо не просто выбрать исходные составляющие материалы, но и подобрать правильный состав.
Средняя плотность, которой характеризуется такой бетон, больше всего зависит от зернового состава и плотности заполнителя, расхода воды и вяжущего. Отношение показателя насыпной плотности крупного пористого заполнителя к показателю плотности полученной на нем строительной смеси в среднем для стандартного легкого бетона составляет 0,5, а для поризованного и малопесчаного – 0,6.
Показатель теплопроводности, который имеет подобный бетон, колеблется в весьма широких пределах – от 0,07 до 0,7 Вт/(мх°С). На данный показатель оказывают большое влияние характер пористости, плотность и прочие факторы. По мере увеличения плотности теплопроводность строительной смеси тоже повышается. Теплоизоляционные легкие строительные смеси теплопроводностью не выше 0,2 Вт/(мх°С) получают при использовании особо легких заполнителей, к примеру, вспученного перлита.
Таблица теплопроводности легких бетонов.
То, какой прочностью будет обладать бетон, зависит от прочности цементного камня и используемых заполнителей, прочность которых существенно ниже, чем прочность заполнителей, используемых в тяжелых бетонах. В случае низкой прочности крупного заполнителя разрушение строительной смеси может начинаться с разрушения заполнителя вне зависимости от того, какой является плотность цементного камня. В случае армирования строительной конструкции применяется бетон с плотной структурой. В данном случае расход цемента на 1м3 смеси должен быть не меньше 200 кг.
Средняя плотность, которой характеризуется такой материал, не ниже 800 кг/м³. В подобных бетонах обеспечивается надежное сцепление арматуры со строительной смесью и хорошая защита от коррозии. Показатель морозостойкости, характеризующий такой бетон, зависит от количества и вида вяжущего и морозостойкости заполнителя. Бетоны на основе портландцемента характеризуются более высокой морозостойкостью, которая увеличивается по ходу увеличения количества цемента. Легкие морозостойкие заполнители (аглопорит, керамзит, пемза) дают возможность получать легкий морозостойкостью до F100. Бетоны таких видов используются для наружных конструкций строений.
Виды бетонов по типу вяжущего вещества
По виду основного вяжущего вещества классифицируют бетоны.
Среди них выделяют:
- Цементные. На основе цемента различных марок, самый распространённый и востребованный вид бетонных смесей. Их используют для внутренних и наружных строительных работ. Востребованные марки бетона, изготовленные на основе портландцемента.
- Специальные. В зависимости от назначения в цементные смесей добавляют разного рода наполнители, к примеру, металлическую мелкодисперсную стружку для прочности. Добавление магнезита повышает жароустойчивость, барита увеличивает защитные свойства материала от проникновения рентгеновского, радиационного излучения.
- Железобетон. Армирование бетонных конструкций металлом.
- Шлакощелочной. Изготавливают из шлакощелочного цемента, в состав которого входит измельченный шлак. При добавлении щелочных компонентов, происходит химическая реакция между алюмсиликатами, глинистыми компонентами. Пор техническим характеристикам, морозостойкости, водонепроницаемости, прочности превосходит бетон на основе цемента. Утилизируются отходы производства, шлак. Перспективное направление развития строительной отрасли.
- Пенобетон. Вспененная цементная смесь, с добавлением песка, воды, строительного фиброволокна. Отличается низкой теплопроводностью, хорошими показателями влагостойкости. Различают конструктивный, теплоизоляционный пенобетон, соответственно маркируется.
- Газобетон. Пористый материал, изготавливается методом автоклавирования. Низкая теплопроводность, но может впитывать влагу.
- Фибробетон. Насыщение цементной смеси фиброволокном придаёт ему дополнительную прочность. Происходит этот процесс за счёт скрепления всех компонентов между собой множеством мелких волокон.
- Арболит. Блоки изготовленные на основе цемента и стружки дерева. Теплый материал, но впитывает влагу.
- Кевларобетон. Изготавливается на основе мраморной, граничной крошки, полиэфирных смол, жидкого стекла с добавлением катализатора. Получается имитация натурального камня. Либо по технологии на основе цементных окатышей, с использованием гравитационной бетономешалки.
- Полимерцементный. К цементу добавляют полимерные наполнители, смолы. Бетонная смесь приобретает дополнительную прочность, отличаются высокой водонепроницаемостью.
- Гипсовый. Используется для отделочных внутренних строительных работ. Добавление пластификаторов, фибры, других компонентов повышает прочность, влагостойкость.
- Силикатный. Делают на основе кремнезёма, гидрата оксида кальция. Автоклавная высокотемпературная обработка повышает прочность.
Универсальные свойства бетонной смеси в том, что в зависимости от состава компонентов, добавок получают материалы с широким диапазоном технических характеристик.
Обзор рабочих характеристик
Ассортимент материала состоит из смесей на базе пористых наполнителей, уменьшение массы обеспечивается снижением доли цемента и сопутствующих компонентов, включающих в себя твердые горные породы. Диаметр самых крупных фракций здесь не превышает 2 см, в исключительных ситуациях возможно добавление гравия размером 4 см.
В итоге вес материала в 1,5 раза меньше гипсовых растворов и в 2,5 раза меньше смесей на основе цемента. Данные показатели достигаются не только благодаря изменению структуры наполнителя, сказывается специфическая поризация вяжущего, влекущая 40% ячеистости бетона. Такой материал характеризуется небольшой прочностью и теплопроводностью.
При выборе продукции ориентируются на следующие критерии:
- средняя плотность;
- теплопроводность – самую высокую теплоизоляцию обеспечивает вспученный перлит;
- пористость – обычно в пределах Д200-Д2000;
- прочность – определяется типом заполнителя;
- морозостойкость – оптимальными показателями обладают бетоны с добавлением керамзита, пемзы, аглопорита;
- водонепроницаемость.
Практически все разработанные марки приспособлены к армированию.
Виды бетонов.
В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:
- по средней плотности;
- по виду вяжущего вещества;
- по назначению.
Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:
- особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
- тяжелые – 1800…2500;
- легкие -500… 1800;
- особо легкие – менее 500 кг/м3.
Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях – стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).
Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ кубетонм. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.
Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.
Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные. Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).
Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.
Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные – пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение – объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.
Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.
Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).
Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).
Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.
В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.
Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).
В зависимости от области применения различают:
- обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);
- гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
- бетон для ограждающих конструкций (легкий);
- бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
- бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).
Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие:
До затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.
