Бетон - это очень хорошо перемешанная и уплотненная масса, которую получают из специального материала (цемента) с добавлением воды в особо точных пропорциях, что впоследствии затвердевает до каменного состояния.

Изложенные виды бетонных смесей в данной статье, являются самыми распространёнными на сегодняшний момент. Ознакомившись с которыми, вы сможете узнать для себя много нового.

В нашем двадцать первом столетии разнообразие бетона просто зашкаливает. Его применяют при строительстве самых различных объектов. Например, для создания фундамента зданий, перекрытий для подвалов, защиты уже нанесённых бетонных смесей от различных внешних факторов, для конструирования лестниц, создания несущих конструкций, стен и так далее.

Внимание ! Затраты на бетонные материалы часто составляет 15-20 % от стоимости всего здания, притом что это без учета затрат бетона на стены. Исходя из этого, можно сделать вывод, что подбор бетона - это важнейшая составляющая строительства.

Немаловажным фактором являются процессы приготовления и нанесения бетона. Но в данной статье мы поговорим не об этом, а о том, какие бывают типы бетонов и с чем это связано.

Бетон, чаще всего, применяют при строительстве различных помещений. Строительством занимается очень мало специалистов своего дела, особенно если хозяин решается возвести дом самостоятельно, не являясь профессионалом в сфере строительной индустрии. Зачастую, не знакомясь предварительно со всей «палитрой» при выборе бетонных смесей, он тем самым подвергает свою будущую постройку к преждевременному разрушению, деформациям и малой прочности при всевозможных внешних воздействиях на объект. Важно помнить, что правильный выбор бетонной смеси - это пятьдесят процентов успеха при строительстве здания. Сделав прочным его основание, вы будете уверены в надежности на долгие годы!

До момента затвердевания, полученная консистенция из песка, воды, гравия и цемента является бетонной смесью. Главными показателями среди преимуществ бетона являются его превосходная устойчивость к нагрузкам, на сжатие и растяжение.

Но и этого недостаточно, чтобы использовать один только бетон для построения конструкций, которые будут рассчитаны на высокие нагрузки. Для увеличения показателей его прочности используют арматуру, что отлично поглощает всевозможные растягивающие силы, которые могут воздействовать на бетонную конструкцию. Комбинирование арматуры и бетона называют железобетоном.

Случается, что даже этого недостаточно, когда в результате сверхвысоких нагрузок могут образовываться трещины. Для таких ситуаций строители разработали способ «предварительного напряжения бетона». Его суть состоит в том, что залитую бетонную массу, которая подвержена растяжению, обжимают натянутой арматурой. В результате все силы растяжения, действующие на конструкцию, будет воспринимать арматура, а не бетон.

Важно ! Стоит отметить, что использование такой конструкции в строительстве не только увеличивают прочность зданий, она также значительно снижают расходы на арматуру.

Классификация бетона

Бетон классифицируют по усредненной плотности на один кубический метр и подразделяют на:

• сверхтяжелый - свыше 2450 кг/м 3 . Сверхтяжелый бетон производят из таких материалов, как магнетит и гематит. Это рудные породы, что измельчаются до состояния опилок, стружек и окалины. Подобный материал применяют только при строительстве атомных электростанций, для защиты помещений от радиационного излучения;
• тяжелый - от 1700 до 2400 кг/м 3 . Тяжелые бетоны - это наиболее популярный вид смеси, он обладает высокой популярностью при строительстве подземных и несущих конструкций, а также при возведении простых стен, перегородок и фундамента. В качестве главного компонента данной смеси выступает щебень из горных пород, таких как известняк, диабазит, гранит и др.;
• легкий - от 250 - 1700 кг/м 3 . К группе легкого бетона относятся смеси, в состав которых входят пористые заполнители (как искусственные, так и естественные), иногда даже и без заполнителя, при использовании искусственных замкнутых пор внутри бетонной смеси. Обычно легкие бетоны применяют как прочную теплоизоляционную конструкцию в частных домах;
• сверхлегкий - до 450 кг/м 3 . Сверхлегкие бетонные смеси, как правило, выступают в роли теплоизоляционного ячеистого бетона, обладающего большим количеством пор, созданных на основе лёгких пористых заполнителях. Подобного рода бетонные конструкции выделяются за счет высокой теплоизоляции и могут применяться не только для теплоизоляции стен, полов или потолков, но и как целостная конструкция от воздействия внешних температурных факторов.

Разновидность бетона относительно своей структуры

На современном рынке бетонные смеси можно встретить со следующими структурами:

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

Видео на тему какие бывают виды бетонов:

Разновидность бетона относительно связывающего вещества

Если рассматривать классы бетона по его внутренним наполнителям, то можно выделить следующие:

1. на основе цемента. Цементный бетон - это смесь на основе клинкерного, портландского, шлакопортландского и пуццоланового цементов. Это самый распространений тип бетона. Его применяют при строительстве многоэтажных построек;
2. силикатные смеси. Бетон из таких смесей получают на основе вяжущих известняков. При производстве данного вида применяют автоклавы, где бетон подвергают термообработке для увеличения его силовых показателей;
3. гипсовые смеси. Этот вид бетонных смесей обладает высокой водопоглотимостью. Подобного рода бетон применяют при строительстве внутренних стен и потолков. Также стоит отметить, что он является бюджетным материалом;

1. шлаково-щелочная смесь. Бетоны на основе шлаковой щелочи выступают в качестве связывающего вещества. В такой смеси используются перемолотые шлаки. Этот материал обладает высокой устойчивостью к суровым внешним условиям;
2. полимерные смеси. В бетонных смесях на основе полимерных компонентов, главными связывающим компонентом являются: эпоксидные, полиэфирные и фурановые смолы. Смеси на этой основе не рационально применять для жилых или офисных зданий;

   Важно ! Подобного рода материал используют исключительно при строительстве заводов, занимающихся химической промышленностью и переработкой металлов. Там, где необходима высокая износостойкость и устойчивость к всевозможным тепловым условиям.

3. специальные бетонные смеси. Такие смеси производят с добавлением компонентов на водной основе полимеров, что выступают в качестве затвердевающего компонента при его применении. Используемые полимерные компоненты являются отличным связывающим веществом. Они усиливают скрепление элементов в теле бетона. Подобного рода смеси отлично сопротивляются растяжению, морозостойкости и могут похвастаться превосходными водоотталкивающими свойствами.

Разновидность бетона относительно области применения

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

1. 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;
2. конструкционно-теплоизоляционные смеси. Эти материалы широко применяют в наружных конструкциях, а именно при строительстве ограждений и фасадов. Главной особенности этого бетона является высокая теплозащита;
3. 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;
4. 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;
5. 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;
6. 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.

7. 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.
8. 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.

Итог

Хочется отметить, что ввиду такого большого разнообразия бетонных смесей, стоит задуматься на счет того, как правильно ее подобрать. Не стоит делать необдуманную покупку. Прежде всего, определитесь с целями, для которых вам необходима бетонная смесь, потом с условиями, в которых она будет использоваться, а затем обратите внимание на показатели прочности и деформации. Если учесть эти три аспекта при подборе бетонной смеси, то в таком случае неверный выбор у вас просто не получиться, и вы останетесь довольны покупкой на долгие годы.

На нормативную прочность бетона при растяжении (R н р) влияют те же факторы, что и на прочность при сжатии, причем особенно существенное значение здесь имеет неоднородность структуры бетона. Хотя разные факторы сказываются на величинах R и R н р по-разному. Увеличение расхода цемента увеличивает прочность R н р значительно меньше, чем R. Повышение расхода цемента на 33% увеличивает R на 28,5%, а R н р всего на 12,5%. С ростом В/Ц (водоцеметное соотношение) сопротивление разрыву уменьшается меньше, чем сопротивление сжатию.

Кроме того, величина R н р зависит от зернового состава заполнителя и видов зерен. Песок и гравий с округленными зернами обуславливают меньшую величину прочности нежели песок и щебень с шероховатыми угловатыми зернами. А на величину R эти факторы влияния не оказывают.

При сравнении показателей прочности у бетонов разных марок выясняется, что отношение R н р /R уменьшается с повышением марки, то есть получается, что бетоны высоких марок обладают относительно меньшей прочностью на растяжение.

Стандарты не требуют специальных испытаний бетона на растяжение и не дают никаких указаний о размерах и форме образцов. Однако, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки по сечению образца, он должен иметь длину, превышающую поперечный размер не менее чем в 3 раза. Разрывное усилие, как правило, передается через специальные заплечики на концах образца. Важно перед испытанием предохранить образцы от резких перепадов влажности и температуры, так как это оказывает большое влияние на результат. Также окончательный результат испытаний зависит от точности установки в машине и правильной геометрической формы образца. Эксцентрицитет и самый незначительный перекос могут сильно отразиться на показателе R н р.

При данной методике испытания на растяжение, показатель прочности, вычисленный по формуле N p /Fполучается весьма условным. Нередко образцы разрушаются возле заплечиков, где возникают значительные концентрации напряжения. Но даже при разрыве между заплечиками найденная плотность не менее условна, поскольку разрыв происходит чаще всего по поверхности соприкасания цементного камня с камневидными составляющими. А так как эта поверхность совершенно случайная, то разброс показателей выходит довольно большой.

Как и при сжатии, огромное значение имеет размер поперечного сечения образца: большие значения R н р имеют образцы с меньшим поперечным сечением.

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

Есть несколько способов повысить прочность бетона при растяжении. Лучшие увеличивают плотность бетона. Самый простой - правильный подбор состава бетона и применение цементов высокой прочности. Помогает также примесь разных добавок – тонко измельченных каменных материалов, трасов и пуццоланов. Лучшее средство повышения прочности при растяжении - хорошее уплотнение бетона путем вибрирования, вакуумирования, виброштампования или центрифугирования.

Бетон представляет собой смесь из цемента, песка (мелкий заполнитель), небольшого камня или гравия (крупный заполнитель) и воды. Его применяют в различных строительных работах, от забора до автомагистрали.

Составляющие бетонной смеси

Вопреки распространённому мнению, бетон и цемент не одно и то же. Цемент на самом деле просто компонент бетона. Бетон состоит из трёх основных компонентов: воды, заполнителя (камень, песок, гравий) и цемента.

Цемент, как правило, в виде порошка, действует в качестве связующего компонента при смешивании с водой и заполнителем. Эту комбинацию или бетонную смесь, потом заливают водой. После этого она затвердеет в прочный материал, с которым мы все знакомы. Для изготовления правильного бетона необходимо учитывать пропорции основных компонентов.

Цемент - это мягкое, порошкообразное вещество, из смеси элементов, природного происхождения, таких как известняк, глина, песок и другие. При взаимодействии цемента с водой, он может связывать песок и гравий в твёрдую массу, называемой твёрдый бетон. Цемент, как правило, серого цвета.

Белый цемент также существует на рынке, но, как правило, он значительно дороже:

1. Цемент, смешанный с водой, песком и гравием, образует бетон.
2. Цемент, смешанный с водой и песком, образует цементную штукатурку.
3. Цемент, смешанный с водой, известью и песком, образует строительный раствор.

Вода вступает в химическую реакцию с цементом (процесс гидратации). Количество воды в смеси в фунтах по сравнению с количеством цемента называется отношением воды / цемента. Чем ниже соотношение / С W, тем сильней бетон (высокая прочность, незначительная проницаемость).

Песок является мелким заполнителем. Гравий или щебень является крупным заполнителем в большинстве смесей.

Характеристики цемента

Характеристики, влияющие на состав цементной смеси:

1. Прочность на сжатие. Это одна из самых важных характеристик бетона, которая влияет на прочность, качество и долговечность затвердевшего бетона.

Среднюю прочность на сжатие необходимо учитывать в определённый период (28 дней). Прочность определяется номинальным соотношением воды и цемента в смеси.

Кроме этого, на прочность бетона влияет степень уплотнения. Сила полностью уплотнённого бетона обратно пропорциональна соотношению воды и цемента.

1. Технологичность. Степень обрабатываемости цемента зависит от трёх факторов. Это размеры фрагмента, количество арматуры, и способ уплотнения, который будет использоваться.

1. Прочность. Долговечность бетона определяется его устойчивостью к агрессивным условиям окружающей среды. Бетон высокой прочности, как правило, более долговечен, чем низкой прочности. В ситуациях, когда высокая прочность не требуется, данная характеристика будет определяться соотношением воды и цемента, которые будут использоваться.

1. Максимальный номинальный размер заполнителя. В общем, чем больше максимальный размер заполнителя, тем меньше требований к качеству цемента. Потому что обрабатываемость бетона возрастает с увеличением максимального размера заполнителя. Тем не менее прочность на сжатие имеет тенденцию к увеличению с уменьшением размера заполнителя.

1. Контроль качества. Степень контроля может быть оценена на основании результатов испытаний.

Состав бетона для заливки основания

Состав бетона:

• 11% цемента
• 16% воды
• 6% воздуха
• 26% Песок
• 41% гравия или щебня

Цемент

Есть много типов бетона, которые доступны путём изменения пропорций основных ингредиентов состава смеси.

Портландцемент является самым распространённым видом цемента. Это основной ингредиент в бетоне, растворе и штукатурке.

Английский инженер Джозеф Аспдин запатентовал портландцемент в 1824 году.

Он состоит из смеси оксидов кальция, кремния и алюминия и изготавливается путём нагрева известняка (источник кальция) и глины, а затем измельчения этого продукта (клинкер) с источником сульфата (обычно гипс). Изготовление портландцемента создаёт около 5% выбросов CO 2.

Вода

Вода и цементирующий материал в процессе гидратации образуют цементное тесто. Компоненты цементного теста заполняет пустоты в нём, и позволяют ей течь более легко. Небольшое количество воды в цементном тесте делает бетон прочнее.

Большое количество воды делает бетон сыпучим. Гидратация включает в себя множество различных реакций, которые часто происходят в одно и то же время. В процессе гидратации все компоненты связываются и образуют твердую массу.

Реакция

Химические обозначения: 3 S + H2O → CSH (гель) + СаОН

Стандартные обозначения: Ca3SiO5 + H2O → (СаО) (SiO 2) (H 2 O) (гель) + Са (ОН) 2

Сбалансированное: 2Ca3SiO5 + 7H2O → 3 (СаО) 2 (SiO 2) 4 (H2O) (гель) + 3Cа (ОН) 2

Мелкие и крупные заполнители составляют основную часть бетонной смеси. Как правило, заполнителями являются песок, гравий и щебень. Сегодня все чаще используется переработанные заполнители от строительства, сноса и раскопки отходов в качестве частичной замены природных заполнителей.

Химические добавки

Химические добавки являются материалами в форме порошка или жидкости, которые добавляются в бетонную смесь, чтобы дать ему определённые характеристики. При обычном использовании добавки добавляется к бетону во время дозирования и смешивания.

Как выбрать цемент?

Если вы планируете на выходных заняться строительными работами, то есть вероятность, что вы будете использовать цемент. Тем не менее выбрать качественный цемент не так просто. При покупке цемента уделите внимание мелочам (бренд, класс прочности, компоненты и техническая поддержка предлагаемая компанией).

По мнению экспертов, качество бетона, в основном зависит от прочности, состава цемента, качества компонентов.

Правильно применяя высокопрочный и качественный цемент, вы сможете создать прочный и надёжный бетон, раствор или штукатурку, которые будут отличаться большой долговечностью.

Советы экспертов:

• Старайтесь не покупать больше цемента , чем требуется, так как он имеет ограниченный срок годности.
• Добавляйте достаточно воды , чтобы сделать бетон работоспособным.
• Смешивайте до тех пор , пока смесь станет однородной.
• Используйте бетономешалку , или смешивайте с помощью лопаты.

Какой нужен песок и гравий?

Существует два типа песка:

• Мягкий песок (строительный песок) - гладкий нетвёрдый песок, который обладает суглинистыми и когезионными свойствами. Его используют для кладочных растворов и других смесей.
• Остроугольный песок имеет шероховатую поверхность и остроугольную форму. Песок применяют для формирования бетона.

Гравий состоит из мелких камней различных размеров. Его смешивают с песком для увеличения прочности бетона. Гравий обычно классифицируется по размеру крупнейших камней.

Сколько нужно воды?

Вода является важной частью цементной смеси. Используемый объем воды влияет на прочность бетона.

Свойства бетона во многом зависят от соотношения цемента и воды в смеси. Соотношение вода-цемент является наиболее важным, так как небольшое количество воды делает бетонную смесь очень густой, в то время как слишком много ослабит конечный продукт.

Расход воды напрямую зависит от требуемой прочности бетона:

• М100 (соотношение 0,68–0,8) на 2 килограмма цемента – воды 1,6 килограмма (коэффициент 0,8);
• М300 (отношение 0,53–0,64) на 2 килограмма цемента – воды 1,2 килограмма (коэффициент 0,6).

Пропорции бетона для фундамента

Пропорции бетона – это пропорции цемента, песка, крупнозернистого заполнителя и воды. Пропорции необходимо соблюдать для того, чтобы получить бетон желаемого качества.

Пропорции крупного заполнителя, цемента и воды должно быть такими, чтобы полученный бетон имеет следующие характеристики:

• Бетон должен быть свежим и иметь хорошую обрабатываемость.
• Бетон должен обладать максимальной плотностью , то есть он должен быть прочным и водонепроницаемым.
• Стоимость материалов, необходимых для формирования бетона должна быть минимальной.

Первый способ

Пропорции цемента, песка и крупного заполнителя 1: N: 2n по объёму:

• 1: 1: 2 и 1: 1,2: 2,4 для очень высокой прочности.
• 1: 1,5: 3 и 1: 2: 4 для обычных работ.
• 1: 3: 6 и 1: 4: 8 для фундаментов и бетонных работ.

Второй способ

Пропорции бетона можно определить по воде. Снижение соотношения воды и цемента в определенных пределах приводит к повышенной прочности бетона. Следовательно, чем выше содержание воды, тем лучше работоспособность цементной смеси. Но в таком случае снижается прочность бетона.

Оптимальное соотношение воды и цемента для бетона необходимой прочности определяется из графиков и выражений, разработанных в результате различных экспериментов. Небольшое количество воды снижает прочность бетона.

Увеличение количества воды на 10% может снизить прочность примерно на 15%, а увеличение на 50% может снизить прочность на 50%.

Количество воды для цемента:

• 0,45 1: 1: 2 бетона;
• 0,5 на 1: 1,5: 3 бетон;
• От 0,5 до 0,6 на 1: 2: 4 бетона.

Оптимальное количество воды в цементе:

• (I) Вес воды = 28% от веса цемента + 4% от среднего веса всей совокупности
• (II) Вес воды = 30% от веса цемента + 5% от среднего веса всей совокупности.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно «научили» их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущем веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В 80-х годах XIX века Профессор А.Р. Шуляченко разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Профессор Н.А. Белелюбский в 1891 году провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Профессор И.Г. Малюга в 1895 году в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 году был издан капитальный труд Н.А. Житкевича «Бетон и бетонные работы». В начале века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).

В России технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 год) и Днепростроя (1930 год). Профессора Н.М. Беляев и И.П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону. В

30-е годы ученые московской школы бетона Б.Г. Скрамтаев, Н.А. Попов, С.А. Миронов, С.В. Шестоперов, П.М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона. В послевоенные годы создавались новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинали широко применяться химические добавки улучшающие свойства бетона, совершенствовались способы проектирования состава бетона и его технология.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируют по трем признакам:

1. По средней плотности

2. По виду вяжущего вещества

3. По назначению

Если говорить о первой характеристике, то большинство свойств бетона зависят от его плотности. В свою очередь, плотность бетона формируется по воздействием многих факторов, таких как: плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетоны делят на три вида:

Особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб.м).;

Тяжелые (1800-2500кг/куб.м);

Легкие (500-1800 кг/куб. м);особо легкие (менее 500 кг/куб.м)

Особо тяжелые 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 тяжелые бетоны, обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие легкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). К тяжелым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжелыми и легкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Легкие бетоны готовят 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.

По виду вяжущего вещества бетоны делятся на:

Цементные

Силикатные

Гипсовые

Шлакощелочные

Полимерцементные

Специальные

Цементные бетоны готовят 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 шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе.

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.

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.

По назначению бетоны делятся на:

Обычный бетон для железобетонных конструкций

Гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений

Бетон для ограждающих конструкций

Бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий

Бетоны специального назначения: жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты

Марки бетона

Бетоны маркируют по следующим показателям:

1. Прочность

2. Морозостойкость

3. Водонепроницаемость

Прочность бетона , в первую очередь, зависит от его однородности. Для оценки однородности бетона любой марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени.

Кроме того, большое значение на прочность бетона оказывает качество цемента, заполнителей, точности дозирования этих составляющих и правильного рецепта приготовления бетонной смеси.

По прочности бетон обозначают следующими маркировками: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость бетона - способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Количественной оценкой морозостойкости является количество циклов, при котором потеря в массе образца составляет менее 5%, а его прочность снижается не более чем на 25%. При снижении пустотелости бетона его морозостойкость повышается.

Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водонепроницаемость бетона - способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на марки W2, W4, W6, W8 и W12.

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008

Все растворы склонные к затвердеванию обладают определённой плотностью в застывшем состоянии, поэтому и существует такое понятие, как модуль упругости бетона, по которому и определяется его пригодность к тому или иному виду работ. Помимо этого такие смеси классифицируются еще и по маркам, но марка может включать размеров плотности и имеет более общее понятие.

Именно об этом пойдёт речь ниже, а также вы сможете увидеть здесь демонстрацию тематического видео в этой статье.

Классификация

Виды и таблицы

• Все виды подобных растворов подразделяются на тяжёлые, мелкозернистые, лёгкие, поризованные, а также автоклавного твердения . Вызывает некоторое удивление, что чуть ли не все доморощенные строители об этом не имеют почти никаких знаний, хотя от этого в основном зависит качество возводимой конструкции.
• Сами по себе бетонные изделия являются достаточно твёрдыми материалами, но под воздействием механических нагрузок типа удара, сжатия растяжения и излома даже самый высокий модуль упругости железобетона не может быть вполне достаточным, как абсолютная единица . В связи с этим классификация прочности различается на два основных показателя — сжатие и растяжение, от которых зависит переносимость других нагрузок или упругость.

Наименование бетона	Модуль упругости начальный. Сжатие и растяжение E b *10 3 . Прочность на сжатие в МПа
	B1	B1,5	B2	B2,5	B3,5	B5	B7,5	B10	B12,5	В15	В20	В25	В30	B35	B40	B45	B50	B55	B60
Тяжёлые
Естественный цикл затвердевания	—	—		—	9,5	13	16	18	21	23	27	30	32,5	34,5	36	37,5	39	39,5	40
	—	—	—	—	8,5	11,5	14,5	16	19	20,5	24	27	29	31	32,5	34	35	35,5	36
	—	—	—	—	7	10	12	13,5	16	17	20	22,5	24,5	26	27	28	29	29,5	30
Мелкозернистые
А-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	7	10	13,5	15,5	17,5	19,5	22	24	26	27,5	28,5	—	—	—	—
Тепловая обработка при атмосферном давлении	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	24	24,5	—	—	—	—
Б-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	—	—	—	—	—	—
Теплообработка при автоклавном давлении	—	—	—	—	5,5	8	11,5	13	14,5	15,5	17,5	19	20,5
В-группа автоклавного отвердения	—	—	—	—	—	—	—	—	—	16,5	18	19,5	21	21	22	23	24	24,5	25
Лёгкие и горизонтальные — средняя плотность D
800	—	—	—	4	4,5	5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	5	5,5	6,3	7,2	8	8,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	6	6,7	7,6	8,7	9,5	10	10,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1400	—	—	—	7	7,8	8,8	10	11	11,7	12,5	13,5	14,5	15,5	—	—	—	—	—	—
1600	—	—	—	—	9	10	11,5	12,5	13,2	14	15,5	16,5	17,5	18	—	—	—	—	—
1800	—	—	—	—	—	11,2	13	14	14,7	15,5	17	18,5	19,5	20,5	21	—	—	—	—
2000	—	—	—	—	—	—	14,5	16	17	18	19,5	21	22	23	23,5	—	—	—	—
Ячеистые, автоклавное твердение, плотность D
500	1,1	1,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
600	1,4	1,7	1,8	2,1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
700	—	1,9	2,2	2,5	2,9	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
800	—	—	—	2,9	3,4	4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
900	—	—	—	—	3,8	4,5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	—	—	6	7	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1100	—	—	—	—	—	6,8	7,9	8,3	8,6	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	—	—	—	8,4	8,8	9,3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Таблица модулей упругости бетона с учётом СНИП 2.03.01-84

Примечание. Не забывайте о том, что при нагрузке конструкции не подвергаются необратимым процессам, вызывающим критические разрушения — их свойства не изменяются. Это следует учитывать при сооружении арок или перекрытий.

Модуль упругости — от чего он зависит

В первую очередь, упругость зависит от характеристик наполнителя, к тому же, если отобразить такое влияние на графической схеме, то мы увидим прямолинейное возрастание. Получается, что чем выше значение модуля, тем больше упругость раствора, где самые высокие показатели у тяжёлых бетонов, так как там используются очень плотные наполнители — щебень и гравий. Повышение таких характеристик связано с будущей возможностью нагрузки на ту или иную конструкцию, а также от того, с какой периодичностью будет осуществляться это воздействие ().

Также, на упругость влияет время заливки конструкции или её возраст, но показатели меняются в зависимости от первоначального модуля. Но в среднем можно сказать, что бетон постоянно набирает крепость примерно в течение 50 лет! Примечательно, что все эти показатели не изменяются под воздействием температуры до 230⁰C, следовательно, вред бетону может быть нанесён только очень сильным пожаром.

Влияет на показатели процесс затвердевания раствора, который может происходить при термической обработке открытым способом, через автоклав или естественным образом. Для определения продолжительности возможной нагрузки вы берёте начальный модуль (из таблицы) и умножаете его на коэффициент, который равен 0,85.для лёгких, мелкозернистых и тяжёлых бетонов и 0,7 для поризованных.

В строительстве домов в частном порядке используется достаточно узкий спектр классности растворов, который в основном от В7,5 до В30, куда включаются такие марки, как М100, М150, М200, М250, М300, М350 и М400. Но этого диапазона вполне достаточно для малоэтажного строительства, даже если там используются плитные фундаменты и возводятся декоративные арки. Как правило, такие растворы делаются в бетономешалке или даже в большом корыте, но зато их цена от этого значительно уменьшается (