Бетон: определение, виды. Ячеистый бетон - описание и классификация.

Тип: 
Теги: 

Бетон (от фр. beton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки.

    Бетон (от фр. beton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки.

    В ХХI-й век бетон вошел как основной строительный материал, в значительной мере определяющий уровень современной цивилизации. Мировой объем применения бетона превысил 2 млрд м³. Преимущества бетона – неограниченная сырьевая база и сравнительно низкая стоимость, экологичность, возможность применения в различных эксплуатационных условиях и достижения высокой архитектурно-строительной выразительности, доступность технологии и возможность обеспечения высокого уровня механизации и автоматизации технологических процессов – обусловливают привлекательность этого материала и его ведущие позиции на обозримую перспективу. Достижения бетоноведения и технологии бетона позволяют к настоящему времени проектировать бетон, изделия и конструкции с требуемыми свойствами, прогнозировать и управлять его свойствами. Бетон относится к числу наиболее универсальных материалов, позволяющих интенсивно использовать его во всех отраслях строительства.

    Известен более 6000 лет (Междуречье), широко использовался в Древнем Риме (см. Кочетов В. А., Римский бетон, Стройиздат, М., 1991). После падения Римской империи рецепт изготовления бетона был забыт на тысячу лет. Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 года (И. Джонсон), (патент на портландцемент получил в 1824 году Joseph Aspdin, патент на «римский цемент» получил в 1796 году James Parker). Мировыми лидерами в производстве бетона являются Китай (430 млн кубических метров в 2006 г.) и США (345 млн кубических метров в 2005 г. и 270 млн кубических метров в 2008 г.) В России в 2008 г. было произведено 52 млн кубических метров бетона.

    Виды бетона

    1. По виду вяжущего вещества подразделяют на цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
    2. По назначению различают бетоны
        а. обычные (для промышленных и гражданских зданий)
        b. специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
    3. По объёмной массе бетоны подразделяют на
        a. особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м?) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый
        b. тяжёлый (плотность от 1800 до 2500 кг/м?) — гравийный, щебёночный (базальтовый, известняковый, гранитный)
        c. легкий (плотность от 500 до 1800 кг/м?) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый
        d. особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м?)
    4. По удобоукладываемости, согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», различают бетоны
        a. сверхжесткие (жесткость более 50 секунд),
        b. жесткие (жесткость от 5 до 50 секунд),
        c. подвижные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).
    5. По содержанию вяжущего вещества и заполнителей различают бетоны
        a. тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя),
        b. жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя),
        c. товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

    Определение бетон

    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.

    До сих пор удобоукладываемость рассматривалась только как свойство бетонной смеси. Однако это весьма важное свойство и конечного продукта, поскольку бетон должен иметь такую удобоукладываемость, которая позволила бы достичь при его уплотнении максимальной плотности за счет наименьшего усилия, какое мы готовы затратить при данных условиях.
     

    В специализированной литературе определение бетон получил такое: особо прочный строительный материал, который получают в процессе отвердевания перемешанного и уплотненного состава, компонентами которого являются минеральные или органические связующие вещества, крупные или мелкие наполнители и вода, смешанные в определенных  долевых соотношениях.
    Чаще всего бетонные смеси изготавливают на цементе и затворяют водой. В результате образуется цементный камень, который надежно скрепляет наполнители в монолитную структуру.

    Произведенные из бетонных материалов конструкции, могут испытывать влияние разных условий окружающей среды. Такое влияние может замедлить или ускорить процессы отвердевания в растворе, тем самым улучшив или ухудшив его технологические характеристики.
    Главным условием быстрого отвердения связующих минеральных компонентов бетонов является высокая относительная влажность воздуха, иначе процесс отвердевания бетонной смеси будет проходить очень медленно, а прочность полученного материала снизится. Это происходит потому, что часть применяемой для затворения воды, в негативных условиях малой влажности будет испаряться в атмосферу, а плавный рост прочности в высыхающем бетонном растворе прекращается.

    Состав бетонов может претерпевать изменения в зависимости от того, какие характеристики более предпочтительны для того или иного изделия. Свежеприготовленная смесь должна быть подвижной. После гомогенизации в бетоносмесительном агрегате раствор заливается и уплотняется способом вибрации. Максимальный рост прочности бетонных строительных материалов происходит в первые 7-10 дней. Если вы хотите купить бетон, помните, что марка бетона показывает его основополагающую характеристику – прочность при сжатии. Измеряют ее в кгс на см2; 1 кгс на см2 =  0,1 мегапаскаля (МПа). Замер этой характеристики производится через стандартный промежуток времени -  28 дней отвердения на лабораторном образце с ребром куба в 15 см. Для гидротехнических бетонов срок твердения установлен в 180 дней.

    Различают марки готовых товарных бетонов от наименее прочного М50 до наиболее – М1000. Расход вяжущих веществ на 1 кубический метр бетона определяется в прямой зависимости от норм,  прописанных в документации  и требованиям, предъявляемым к прочности и прочим характеристикам производимого изделия.

    Бетоны по предназначению делят на специальные: гидротехнический (водостойкий), химиостойкий, дорожный (асфальтобетон), декоративный, термостойкий и пр. и общестроительные -  тяжелые и легкие.
    Наиболее прочный и износостойкий  бетон -  дорожный, он к тому же, обладает повышенной морозостойкостью и влагоустойчивостью. В химиостойкие бетоны подмешивают специальные присадки, делающие его частично инертным по отношению к агрессивным химическим веществам. В термостойком бетоне в роли наполнителя выступают  тугоплавкие или огнеупорные горные породы. При изготовлении бетона особой прочности применяют или металлические опилки (сталебетоны) или соответствующие горные породы. Иногда под заказ на заводах используют  суперпластификаторы, которые придают бетонной смеси высокие характеристики прочности, износостойкости, влагостойкости.
    В зависимости от фракционных  размеров применяемого наполнителя  специалисты различают мелкозернистый бетон, с  наполнителем из кварцевого песка или мелкого щебня и крупнозернистый бетон, с наполнителем из щебня или гравия.

    Одной из основных технологических задач является проектирование состава бетонной смеси. Разработан ряд методов проектирования состава, в том числе имеются официальные руководства, облегчающие решение этой задачи. Каждый раз необходимо выбирать тот метод проектирования (или подбора), который при принятой технологии способен обеспечить получение наиболее достоверного состава и оптимальной структуры бетона. Тогда формируется качество бетона, при котором имеется не только комплекс заданных, но и экстремальных показателей свойств, что соответствует закону створа. При всех методах на начальной стадии производится обоснованный выбор исходных материалов, чему способствуют табличные данные и вспомогательные

    графики, помещаемые в соответствующие руководства по подбору составов. В них выбор материалов обусловлен проектной маркой бетона к определенному возрасту, разновидностью конструкций и эксплуатационными условиями с учетом марки бетона по морозостойкости, водонепроницаемости и др. На втором этапе проектирования производится определение количественных соотношений принятых материалов, что достигается с помощью несложных расчетов и опытов в лаборатории. Важно обосновать такие количественные соотношения компонентов бетонной смеси, при которых принятая технология в состоянии обеспечить получение бетона необходимого качества и оптимальной структуры. На третьем этапе получают пробный замес бетонной смеси и более детально проверяют ключевые качественные показатели, а при необходимости производят уточнение (корректирование) проектного состава.

    Выше был изложен общий метод проектирования состава ИСК, который в полной мере относится к тяжелому и другим видам цементных бетонов. Для них фазовое отношение с/ф означает вододементиое отношение, или водотвердое отношение, если

    вяжущее — сложное и содержит активный или неактивный наполнитель. Вода также может содержать в растворе соответствующие добавочные вещества. Наиболее распространен в настоящее время расчет и подбор состава тяжелого бетона по методу «абсолютных объемов», разработанный Б. Г. Скрамтаевым и его научной школой.

    На первом этапе принимаются исходные данные в отношения проектного класса бетона по прочности и другим свойствам, для чего должны использоваться технические документы — проект здания или сооружения, проект бетонных элементов, проект организации работ, СНиП и другая проектная и нормативная документация.

    На втором этапе производится определение состава бетона расчетно-экспериментальиым способом.

    На третьем этапе проектирования проверяется проектный состав бетона.  

    Методы контроля прочности бетона

     

     

     

    Ячеистый бетон и его применение

    Ячеистый бетон — искусственный пористый строительный материал на основе минеральных вяжущих и кремнезёмистого заполнителя. Является одной из разновидностей лёгкого бетона.

    Предназначен в основном для строительной теплоизоляции: утепление по железобетонным плитам перекрытий и чердачных перекрытий, в качестве теплоизоляционного слоя многослойных стеновых конструкций зданий различного назначения; для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов при температуре до 400°С; жаростойкие ячеистые бетоны применяются для теплоизоляции оборудования с температурой поверхности до 700°С.

    В последние годы блоки из ячеистого бетона набирают популярность в качестве конструкционного стенового материала. Коттеджи и многоэтажные дома, построенные из ячеистого бетона, имеют лучшие тепловые характеристики по сравнению с кирпичными. Достигается это во многом благодаря правильной геометрии современных блоков. За счёт четких размеров (±2 мм) блоки можно укладывать на специальный клей с клеящим слоем не более 3 мм, а не на слой цементного раствора, который и служит мостиком холода.
    Классификация
    В соответствии с ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые. Технические условия" бетоны классифицируются:

    1. По функциональному назначению

        теплоизоляционный – объёмная масса 300-500 кг/м³
        конструкционно-теплоизоляционный- объёмная масса 500—900 кг/м³
        конструкционный (бетон для конструкционных элементов жилых и сельскохозяйственных зданий) – объёмная масса 1000—1200 кг/м³

    2. По способу поризации:

        газообразование (газобетоны, газосиликаты)
        пенообразование (пенобетоны, пеносиликаты)
        аэрирование (аэрированный ячеистый бетон, аэрированный ячеистый силикат).

    К модификациям способов поризации относятся:

        вспучивание массы газообразованием в вакууме (небольшое разрежение)
        аэрирование массы под давлением (барботирование её сжатым воздухом) с последующим снижением давления до атмосферного (баротермальный способ)
        газопенная технология (Пеногазобетон) – сочетание метода аэрирования и газообразования

    3. По виду вяжущего вещества: в основном используют цемент, известь, реже гипс (газогипс)

    4. По виду кремнезёмистого компонента: кварцевый песок, зола-унос от сжигания угля, кислые металлургические шлаки и др.

    5. По способу твердения: неавтоклавные, предусматривающие пропаривание, электропрогрев или другие виды прогрева при нормальном давлении, и автоклавные, которые твердеют при повышенном давлении и температуре.

    Виды бетона и их использование

    Согласно ГОСТ 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

        По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
        По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
        По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
        По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
        По условиям твердения бетоны подразделяют на твердевшие в естественных условиях; в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении; в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).
    Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-82 используется следующая классификация.

        По объёмной массе бетоны подразделяют на:

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

        По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:

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

    Подбор состава бетона

    Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона можно использовать практически любой природный песок. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.

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

    Похожие товары

    Изображение
    Бетон 200 — состав прочного и качественного материала
    Бетон – это удивительная строительная смесь из четырех ингредиентов. А именно – песка, цемента, щебня и воды. В общем случае, бетон получается, если смешать две мерные чашки песка, одну мерную чашку цемента, четыре мерные чашки щебня и половину мерной чашки воды. Для примера, в реальной ситуации это может выглядеть следующим образом – 200 килограмм песка, 100 килограмм цемента, 400 килограмм...
    Отзывы :0шт.
    Как сделать бетон дома самостоятельно. Правила замешивания бетона
    Как сделать бетон дома без помощи специалистов? Мы детально рассмотрим технологии приготовления бетона. Материалы, пропорции, назначение. В конкретной статье будет разобрано приготовление бетона для тротуарных дорожек.
     Как сделать бетон дома без помощи специалистов? Мы детально рассмотрим технологии приготовления бетона. Материалы, пропорции, назначение. В конкретной статье будет разобрано...
    Отзывы :0шт.
    Как определить класс бетона - инструкция.
    Класс, или марка бетона – это самый главный и важный показатель качества смеси, на который нужно обращать пристальное внимание при покупке. Показатели подвижности, морозостойкости и водонепроницаемости всегда отодвигаются на второй план. Наша статья расскажет вам как определить класс бетона.
     Класс, или марка бетона – это самый главный и важный показатель качества смеси, на который нужно...
    Отзывы :0шт.
    Как правильно залить пол бетоном в квартире? Бетонные полы с упрочненным верхним слоем. Топпинг.
    Как залить пол в квартире? Это часто задаваемый вопрос. Ремонт в квартире, конечно же, начинается с ремонта полов и главное в этом процессе правильно сделать цементную стяжку и выровнять пол. В любой квартире пол, как правило, не является идеально ровным.
    Современные строительные технологии при возведении жилого строения подразумевают обязательное устройство качественного и надёжного пол....
    Отзывы :0шт.
    ОНИКС-2.5. Измерители прочности бетона и кирпича.
    Электронные склерометры ОНИКС-2.5 предназначены для оперативного контроля прочности и одно-родности бетона (ГОСТ 22690) при технологическом контроле, обследовании объектов, а также для контроля кирпича, легких бетонов и т. п.
    Электронные склерометры ОНИКС-2.5 предназначены для оперативного контроля прочности и одно-родности бетона (ГОСТ 22690) при технологическом контроле, обследовании...
    Отзывы :0шт.