Классификация
Легкие бетоны классифицируются по ряду признаков.
Градация по виду заполнителя:
- Плотные. Смеси для ответственных строительных работ.
- Пористые. Применяется в качестве материалов для внутренних строительных работ.
- Специальные. Смеси под индивидуальные нужды – состав формируется в зависимости от требуемых свойств.
Виды по назначению:
- Обычного назначения. Применяются в рамках классического частного строительства.
- Специального назначения. Бетонным смесям предаются особые свойства – химическая стойкость, дополнительное звукопоглощение, прочее.
Классификация по типу вяжущего вещества:
- Цементные. Классический соединитель бетонной смеси.
- Силикатные. Вяжущая основа – соединения кремния.
- Гипсовые. Соединительные компоненты – гидраты и сульфаты кальция.
- Прочие. Полимерные, шлакощелочные, асфальтосодержащие.
Градация по структуре раствора:
- Плотная смесь;
- Поризованная смесь;
- Ячеистая смесь;
- Крупнопористая смесь.
Классификация по особенностям твердения:
- Обычные бетоны. «Созревание» происходит за 26-30 суток.
- Тепловлажностные бетоны. Затвердевание обусловлено повышенными значениями влажности и температуры.
- Автоклавные бетоны. Набор прочности происходит при высоком давлении/температуре.
Виды легких бетонов по объемной массе:
- Обычные. Средняя плотность – 1000-2000 килограмм на кубометр.
- Облегчённые. Средняя плотность – 500-1000 килограмм на кубометр.
- Сверхлегкие. Плотность – менее 500 килограмм на кубометр.
Классификация по концентрационным разностям компонентов:
- Товарные. Производятся по стандартным рецептам, соответствующим ГОСТам.
- Жирные. Содержат меньше заполнителей и больше вяжущей основы.
- Тощие. Содержат больше заполнителей и меньше вяжущей основы.
Специфика легких бетонов
Преимущества продукции – это выгодная цена, небольшая масса и легкость в использовании/обработке. При выполнении вторичных работ они позволяют снизить финансовые затраты без потери общих технико-эксплуатационных свойств конструкций. Привнесение в бетонную смесь дополнительных компонентов повышает её теплотехнические и акустические характеристики, уменьшает вес постройки. Дополнительный фактор – экономия трудовых затрат. Лёгкие бетоны готовятся самостоятельно, легко транспортируются при необходимости.
Ключевым фактором при подборе конкретного типа легкого бетона и его состава, являются оптимальные условия получения материала с заданными характеристиками плотности, прочности и удобоукладываемости. В этом контексте задача осложняется трудностями с расчётами, поскольку пористые заполнители сильно поглощают воду (часто нелинейно и плохо прогнозируемо), прочие параметры колеблются в широких пределах. В рамках частного строительства при замесе легкобетонных смесей комбинация компонентов подбирается экспериментальным путем.
Из существующих методик оптимальным считается расчет соотношений расхода сыпучих компонентов к воде путем создания пробных замесов в небольшом количестве. После получения готовой субстанции, она пробуется на практике. При получении удовлетворительного результата бетонную смесь изготавливают в нужном объеме по формуле, полученной эмпирическим путём.
Удобоукладываемость
Вернемся к водоцементному соотношению цементных растворов.
Чтобы обеспечить реакции гидратации, достаточно в/ц, равного 0,3. Но бетон с водоцементным соотношением ниже 0,45—0,55 неудобен в работе, поскольку очень тяжелый, густой, не растекается и требует значительных усилий по уплотнению в опалубке.
Таблица марок бетона по удобоукладываемости
Из-за того, что густой раствор сложно уплотнить, в готовых изделиях могут оставаться полости, что отрицательно влияет на прочность изделия.
Существуют два возможных выхода из ситуации:
- разбавить смесь водой;
- добавить пластификатор.
Изменение водоцементного соотношения в сторону увеличения количества воды увеличивает удобоукладываемость смеси, но при этом страдает прочность готовых изделий. Эта закономерность отражена в таблице.
Таблица зависимости класса бетона от количества воды в растворе
Применение пластификаторов позволяет повысить пластичность и получить самоуплотняющиеся растворы без потери прочности. Благодаря тому, что смесь становится более подвижной, она хорошо растекается, заполняя опалубку даже сложной конфигурации и уплотняется. В смеси, содержащей в своем составе пластификатор, уменьшается количество и диаметр пор, что благоприятно сказывается на всех свойствах готового изделия.
Современные пластификаторы не только повышают пластичность смеси на 1—4 пункта, но и увеличивают прочность, водостойкость, морозоустойчивость готовых изделий; продлевают срок «жизни» раствора, предотвращают его расслаивание; позволяют экономить воду и цемент.
Подвижность бетона обозначается буквой «П» с числовым показателем от 1 до 5:
- П1 — малоподвижные смеси. Применяются для монолитных конструкций. Уплотнение смеси обязательно.
- П2 и П3 — универсальные смеси, подходящие для большинства конструкций. Требуется уплотнение.
- П4 подходит для армированных конструкций, может применяться без уплотнения.
- П5 — литьевые или текучие смеси, подходящие для густоармированных конструкций.
Применение пластификатора позволяет повысить удобоукладываемость смеси без увеличения количества воды.
Для испытания подвижности бетона используют испытание с конусом Абрамса (испытание бетона на осадку).
В металлический конус тремя слоями укладывается бетонный раствор, и каждый слой уплотняется штыкованием. В течение 3 минут конус снимают и тут же измеряют высоту бетонного конуса; затем сравнивают его с высотой конуса Абрамса. Марка бетонной смеси по подвижности определяется по осадке конуса.
Марки бетона: полный обзор представленных марок на рынке
Наиболее распространенные марки бетона – это:
- M100
- M150
- M200
- M250
- M300
- M350
- M400
Марка бетона указывает на его прочность в Мегапаскалях (МПа). Чем выше значение марки, тем выше прочность бетона. Например, бетон марки М100 обладает прочностью 100 МПа, а бетон марки М400 – 400 МПа.
Выбор марки бетона зависит от конкретных условий эксплуатации. Например, для строительства фундамента насыпью вполне подойдет бетон марки М200, а для возведения мостов и монументальных сооружений лучше использовать бетон марки М400.
Кроме основных марок, на рынке также представлены бетоны специальных марок:
- Для работы в агрессивных средах (МАС)
- Для мощения (ММ)
- Для монолитного строительства (ММС)
- Для нанесения тонких слоев (МНС)
Марки МАС, ММ, ММС и МНС имеют особые свойства и применяются для выполнения специфических строительных работ.
Важно отметить, что выбор марки бетона должен осуществляться с учетом всех требований, предъявляемых к конструкции, а также на основе проектных расчетов и геологических исследований местности. В итоге, марка бетона – это ключевой показатель его прочности и надежности
Правильный выбор марки бетона обеспечит долговечность и безопасность конструкции
В итоге, марка бетона – это ключевой показатель его прочности и надежности. Правильный выбор марки бетона обеспечит долговечность и безопасность конструкции.
Классификация бетона
В строительстве виды бетона классифицируются по нескольким параметрам. Чаще всего искусственный камень классифицируют:
- по прочности;
- по плотности;
- по типу вяжущего;
- по морозостойкости;
- по водонепроницаемости;
- по истираемости;
- по скорости набора прочности.
По прочности
Прочность бетона, как и его марка, зависит от количества входящего в его состав цемента или другого вяжущего вещества. Чем больше его объем, тем выше будет показатель прочности. Показатель выражается в кг/см². Определить его можно по марке искусственного камня — чем она выше, тем выше будет показатель прочности.
Плотность
Плотность — показатель, отвечающий за устойчивость искусственного камня к сжатию, его водостойкость, морозостойкость и другие технические характеристики. По этому показателю материал делится на:
- особо тяжелый;
- тяжелый;
- легкий;
- особо легкий.
Стальную стружку добавляют в состав бетона при стройке тяжелых бетонных конструкций. Особо тяжелые бетонные конструкции производят, добавляя в состав смеси стальную стружку или железную руду. Для приготовления тяжелых бетонных смесей в качестве наполнителей используют природные минералы: гранит, известняк, диабаз и т.п.
Наполнителями для легких смесей служат пористые материалы: туф, керамзит, пемза и им подобные. К этому классу относятся газобетон и пенобетон — набирающие популярность строительные материалы.
Классификация по типу вяжущего
По типу вяжущего бетонные смеси подразделяются на 2 большие группы — смеси на неорганических вяжущих материалах и смеси на органических вяжущих материалах.
К первой группе относятся:
- цементные;
- силикатные;
- гипсовые;
- шлаковые;
- синтетические смолы;
- специальные кислостойкие смеси.
Во вторую группу входят такие материалы, как асфальтобетон и пластбетон.
Морозостойкость
Показатель морозостойкости определяет количество циклов замерзания и оттаивания бетонной смеси без потери материалом своих качественных характеристик. Обозначают морозостойкость буквой F. Существуют бетонные смеси с показателем морозостойкости от F15 до F1000, где цифры являются показателем количества циклов замерзания и оттаивания.
Водонепроницаемость
Водонепроницаемость обозначается буквой W и цифрами, показывающими максимально возможное давление воды, которое выдерживает бетонная конструкция. По этому показателю все бетонные материалы делятся на:
- низкие (маркировка менее W4);
- средние (маркировка от W4 до W12);
- высокие (маркировка выше W12).
Истираемость
Истираемость — показатель, определяющий изменение в объеме и массе материала под воздействием истирающих усилий. Истираемость бетонных конструкций обозначается буквой G и имеет 3 разновидности:
- низкая (G1);
- средняя (G2);
- высокая (G3).
Истираемость прямо зависит от прочности материала: чем выше прочность, тем ниже истираемость.
Скорость набора прочности
Скорость набора прочности (твердение) — важный показатель бетонных конструкций, от которого зависит время их введения в эксплуатацию или время проведения отделочных работ. Происходит набор прочности скачкообразно: в первые 5-7 дней после заливки или изготовления показатель твердения достигает 70%, к концу 28 дня он приближается к 100% (при условии соблюдения влажности и температурного режима). После этого срока набор прочности бетонными конструкциями продолжается и может длиться несколько лет.
Существуют 2 вида бетонных смесей: быстротвердеющие и медленнотвердеющие. Для определения скорости набора прочности % прочности 2-дневной бетонной конструкции делят на % прочности этой же конструкции по истечении 28 дней. При показателе больше 0,4 конструкция относится к быстротвердеющим. Показатель меньше 0,4 свидетельствует о медленном твердении.
Условия твердения
На скорость набора бетонными конструкциями прочности большое влияние оказывают условия, в которых происходит твердение материала. Оптимальными условиями для его твердения считаются температурный коридор в +18…+22ºС и относительная влажность окружающей среды не менее 90%.
Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее будет происходить твердение бетонных конструкций. При 0ºС процесс твердения полностью прекращается. Высокая температура приводит к обезвоживанию бетона, что тоже становится причиной замедления или полного прекращения твердения бетонной конструкции и недобору ее прочности.
От прочности и надежности бетонных конструкций напрямую зависят сроки эксплуатации построенного здания или сооружения. Поэтому еще до начала строительства нужно определиться, какая марка и какие технические характеристики материала лучше всего подходят для решения поставленных задач.
Прочность бетона
В зависимости от марки бетона по прочности на сжатие раствор будет в большей или меньшей степени устойчивым к нагрузкам в различных условиях. Этот параметр обозначается буковой «М» и числом от 50 до 1000, которое указывает какую нагрузку в кгс/см2 способен выдержать определенный состав. Допустимая погрешность (коэффициент вариации) этого показателя составляет 13,5%.
Также существует класс бетона на сжатие, который измеряется в МПа (мегапиксели) и обозначается буквой «В», после которой стоят цифры в диапазоне от 3,5 до 80, указывающие какое давление материал выдерживает в 95% случаев.
Класс бетона и его марка неразрывно связанны между собой, поэтому зная один из показателей, можно легко определить другой.
Чтобы определить марку бетона и класс бетона, рассмотрим таблицу, соответствующую ГОСТ 26633-91.
Согласно этим данным определяется марка и класс на прочность бетонного раствора.
Чаще всего при производстве строительного материала для фундаментальных оснований используется бетон М 400, однако не будет лишним рассмотреть и сферы применения других марок.
М 50-100
Самым хрупким и ненадежным считается состав с маркировкой 50. Чаще всего его используют при заполнении пустот в конструкциях, которые не испытывают нагрузок. Приблизительно то же самое можно сказать о смесях М 75 и М 100. Так называемому «худому» бетону нашлось применение при заливке чернового слоя строительной смеси. Эти составы используют при изготовлении подстилающей подушки (подбетонки) для фундаментов, стяжек и при монтаже дорожных оснований.
Исходя из того что, класс бетона по прочности на сжатие соответствует В 7,5, показатель такого материала не позволяет применять его для серьезных работ.
М 150
Обладая чуть лучшими прочностными показателями бетон М 150 также можно отнести к легким бетонам, которые не стоит выбирать для конструкций, испытывающих нагрузки. Такие смеси можно использовать для черновых работ и при заливке фундамента для маленьких одноэтажных построек. Также допускается его применение для стяжек, садовых террас, дорожек и площадок, по которым будут ходить люди.
М 200-250
При соотношении марки 200 и класса бетона В 15 состав получается более прочным. Его можно использовать для возведения подпорных стен, при изготовлении лестниц, площадок, дорожек, отмосток и бордюров. Нередко М 200 заливают фундаментальные основания ленточного типа (только при условии устойчивости почвы) и открытые террасы.
Прочности бетона хватает для монтажа стяжек в помещениях с небольшой механической нагрузкой.
Практически таким же свойством отличается и бетон М 250 – его также часто заливают в качестве плит с малой нагрузкой.
М 300
Если рассматривать марки бетона и их характеристики, то М 300 сегодня пользуется довольно большим спросом при возведении монолитных фундаментов, благодаря оптимальному соотношению цены и качества. Также смеси этого типа подходят для заливки площадок и при изготовлении лестниц как на улице, так и внутри дома. Бетон М 300 обладает хорошей влагоустойчивостью, поэтому влажная среда не оказывает на него разрушительного воздействия.
М 350
Если выбрать марку бетона с классом В 27,5, то вы получите прочный материал для строительства конструкций как монолитного, так и перекрывающего типа. Такие составы используют при закладке фундамента для многоэтажных зданий. Благодаря повышенной прочности смеси, она также подходит для более серьезных построек: бассейнов, несущих колонн, аэродромных плит и многого другого.
М 400
При таком соответствии марки и класса бетона (М 400, В 30) за строительный материал придется заплатить довольно дорого. В силу высокой стоимости смеси этого типа не отличаются большой популярностью у частных застройщиков. Тем не менее, бетон М 400 быстро схватывается, поэтому его чаще применяют при строительстве крупных объектов: торговых комплексов, спортивных арен, банков, аквапарков и так далее. Также этот бетон подходит для заливки мостов, подводных сооружений, высоконагруженных опор и гидротехнических построек.
М 500 и выше
Такие составы можно отнести к узкоспециализированным, так как при такой концентрации цемента и прочностных показателях, применять М 500 для строительства жилых домов не рационально. Обычно бетонные смеси этого класса применяются для возведения банковских хранилищ, мостов, плотин, дамб и стратегических объектов.
Помимо классификации бетонов по прочности, стоит также учитывать и другие отличия.
Основные марки бетона и их возможное применение
Данный индекс, выражающий маркировку бетонных изделий, в чем-то схож с разделением его по классам. Единственное различие состоит в том, что марка указывает среднее значение прочности, а класс – гарантированную прочность. Ввиду того, что первый показатель отменен около 10 лет назад, мастера часто прибегают к сравнительным таблицам, чтобы установить классификацию продукта.
Наиболее распространенные марки товарного бетона и их применение в современном строительстве:
- М100 (В7,5) – подготовительные мероприятия перед устройством ленточного фундамента или монолитной плиты, а также дорожное строительство;
- М150 (В12,5 – изготовление отмостки, дорожек, полов или стяжки; возможно использование для заливки фундамента для немассивных сооружений;
- М200 (В15) – производство дорожных плит, фундаментов, стяжек, лестниц;
- М250 (В20) – изготовление подпорных стен, фундаментов, а также для возведения монолитных зданий до 10 этажей;
- М300 (В22.5) – производство малонагруженных плит перекрытий, лестниц, заборов и фундаментов;
- М350 (В25) – монолитные и свайно-ростверковые фундаменты, колонны, монолитные стены, чаши бассейнов; самая популярная марка в современном строительстве;
- М400 (В30) – мостовые и гидро-технические конструкции, банковские хранилища и специальные ЖБК;
- М500 (В40) – производство колонн, балок, конструкционных элементов метро, плотин и дамб; в сертификатах обозначен как М550.
Марка по прочности на сжатие
- Это одна из наиболее часто используемых характеристик бетонных конструкций.
- Инструкция требует для ее определения использовать образцы в виде куба, имеющих длину одной стороны 150 мм.
- Испытание проводится на протяжении условного проектного возраста – в большинстве случаев это 4 недели.
Специалисты выделяют всего 17 марок тяжелого бетона в зависимости от его прочности на сжатие. Для их обозначения используется индекс «М», после которого указывается число
К примеру, марка М450 означает, что такой бетон гарантирует минимальный предел прочности на сжатие в 450 кгс/см2
Если же принимать во внимание прочность на осевое растяжение, то его марок гораздо больше – от Pt5 до Pt50 (прибавляя каждый раз по 5 кгс/см2). К примеру, марка бетона Pt30 будет означать, что он способен выдержать осевое растяжение до 30 кгс/см2. Для бетона, которые будет использоваться во время изготовления изгибаемых ж/б конструкций, существует также характеристика растяжения при изгибе, которая отображается при помощи индекса «Ptb»
Для бетона, которые будет использоваться во время изготовления изгибаемых ж/б конструкций, существует также характеристика растяжения при изгибе, которая отображается при помощи индекса «Ptb».
Класс поверхности бетона по СНиПу имеет 4 параметра
Классы и марки
Дело в том, что многое зависит от того, насколько материал является однородным. Для обозначения этой величины используется коэффициент вариации.
Чем ниже его числовое значение, тем большей однородностью обладает бетон. При снижении данного показателя, снижаются, соответственно, класс и марка материала. К примеру, М300, имеющий коэффициент вариации в 18%, получит класс В15, а вот при снижении до значения в 5%, класс повысится до В20.
На числовое значение прочности оказывают влияние множество факторов. Наибольшее — качество исходных компонентов, а также такой показатель, как пористость.
Изготовление раствора
Для набора прочности материала, изготовленного при помощи портландцемента, требуется значительное количество времени. Кроме того, для нормального протекания процесса требуется соблюдение определенных условий.
Морозостойкость
При помощи такого показателя, как марка бетона по морозостойкости можно определить, сколько циклов замораживания и оттаивания может выдержать 28-дневный материал, теряя при этом не более 15% показателя прочности на сжатие. Для обозначения такого показателя используется индекс F, а всего существует 11 классов.
При этом существуют определенные ограничения по процентному содержанию трехкальциевого алюмината в портландцементе.
К примеру, для:
- F200 допускается не более 7% такого вещества;
- F300 – до 5%, и т.д.
Крайне нежелательным является присутствие в цементе активных минеральных добавок, так как в результате их использования увеличивается потребность в воде. А вот снижение водопотребности достигается за счет применения поверхностно-активных веществ.
Работа с раствором в мороз
Вот небольшая инструкция, которой следует придерживаться:
- Для получения высококачественного морозостойкого бетона должно соблюдаться максимально точное соотношение всех компонентов.
- Их необходимо тщательно перемешать своими руками, получив максимально однородную смесь.
- После этого уплотнить.
- Обеспечить необходимые хорошие условия во время процесса затвердевания.
В ситуациях, когда осуществляется изготовление деталей, обладающих высокой степенью морозостойкости (F200 и выше), стоит помнить, что материал должен твердеть в условиях положительного значения температуры окружающей среды. Кроме того, его влажность должна сохраняться на протяжении около 10 дней.
Водопроницаемость
Марка по такому показателю, как водонепроницаемость определяется путем испытаний материала на ограниченную проницаемость во время одностороннего давления напора воды. Для ее обозначения используют индекс «W», после которого идет число.
Водопроницаемость материала
Оно обозначает максимальное давление (в кгс/см2), которое может выдержать исследуемый образец, диаметр и высота которого составляют 150 мм, во время определенных испытаний. К примеру, маркаW4 выдерживает напор воды в 4 кгс/см2. Всего существует 10 марок – от W2 до W20 (прибавляя по 2 кгс/см2).
Существуют методы, благодаря которым можно увеличить водонепроницаемость смеси во время ее приготовления, укладки и затвердевания бетона, а также методы, которые могут повысить такой показатель уже затвердевшего материала.
Заполнители — щебень и песок
Состав бетона определяется теми функциями и характеристиками бетона, которые необходимы при его эксплуатации. Наиболее распространенные — песок и щебень. К ним предъявляются не менее жесткие требования, чем к качеству цемента. Иногда используют гальку, но только если она имеет острые грани, а не округлые. При наличии ломанных линий лучше сцепление заполнителя с раствором, в результате прочность бетон имеет значительно выше.
Песок
Строительный песок может быть речным или карьерным. Речной стоит дороже, но он, как правило чище и имеет более однородное строение. Его лучше использовать при составлении бетона для заливки фундамента, стяжки. Для кладки или штукатурки уместно использовать более дешевый карьерный песок.
Кроме происхождения, песок различают по фракциям. Для строительных работ используют крупные или средние. Мелкие и пылеватые не подходят. Нормальный размер зерен песка — от 1,5 мм до 5 мм. Но оптимально в растворе он должен быть более однородным, с разницей в величине зерен в 1-2 мм.
Песок должен быть чистым, лучше с одинаковыми размерами зерен
Важна также чистота песка. В нем точно не должно быть никаких посторонних органических включений — корней, камней, кусков глины и т.п. Нормируется даже содержание пыли. Например, при замесе бетона для фундамента количество загрязнений не должно превышать 5%. Определяется это опытным путем. В полулитровую емкость засыпается 300 мл песка, все заливается водой. Через минуту, когда песчинки осядут вода сливается и заливается снова. Так повторяют до тех пор, пока она не будет прозрачной. После этого определяют, сколько песка осталось. Если разница не более 5%, песок чистый и его можно использовать при замесе бетона для фундамента.
Для тех работ, где наличие глины или извести только плюс — при кладке или штукатурке — особо заботиться о чистоте песка нет необходимости. Органики и камней быть не должно, а наличие глиняной или известковой пыли только сделает раствор более пластичным.
Щебень
Для ответственных конструкция — перекрытий и фундаментов — используется дробленый щебень. Он имеет острые грани, которые лучше сцепляются с раствором, придавая конструкции большую прочность.
Фракции щебня стандартны:
- особо мелкий 3-10 мм;
- мелкий 10-12 мм;
- средний 20-40 мм;
крупный 40-70 мм.
В бетоне используют одновременно несколько разных фракций. Самый крупный фрагмент не должен превышать 1/3 размера самого маленького элемента заливаемой конструкции. Поясним. Если заливается армированный фундамент, то элемент конструкции, который принимается в расчет — армирование. Находите два элемента, расположенных ближе всех. Самый крупный камень не должен быть больше 1/3 этого расстояния. В случае с заливкой отмостки самый маленький размер — толщина бетонного слоя. Щебень выбираете так, чтобы он был не больше трети ее толщины.
Мелкого щебня должно быть порядка 30%. Остальной объем поделен между средним и крупным в произвольной пропорции
Обращают внимание и на запыленность щебня. Особенно нежелательна известковая пыль. Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон
Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон.
Хранение заполнителей
Понятно, что стройплощадка — не самое чистое и обустроенное место.и песок и щебень часто сгружают прямо на землю. В таком случае при загрузке необходимо следить, чтобы в замес не попадала земля. Даже небольшое ее количество негативно скажется на качестве. Потому желательно насыпать заполнители на твердые площадки.
Также необходимо предохранять их от осадков. В рецептурах бетона количество составляющих дано в расчете на сухие компоненты. Учитывать влажность компонентов учатся с опытом. Если у вас его нет, приходится заботиться о состоянии и укрывать песок и щебень от дождя и росы.