Автор: Строительство нового образца зданий и сооружений диктует новые требования и стандарты, приближенные к европейским или которые являются таковыми.
Таким образом, появились новые строительные материалы, среди которых имеются и современные виды бетона, обладающие новыми, специфичными свойствами.
Рассмотрим же подробнее разновидности этого материала, их преимущества и недостатки, а также сферы применения той или иной разновидности. Статья очень большая, так что составим план, о чем будет идти речь. Перечень под тем таков:
- Виды вяжущих для бетонных растворов (цемент, известь, гипс, жидкое стекло, битум, полимерные смолы).
- Виды заполнителей для бетонных растворов (песок, щебень, шлак, керамзит).
- Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов (регуляторы схватывания, морозостойкости; пластифицирующие, армирующие, поризующие добавки, усилители прочности, ингибиторы коррозии).
Итак, современные бетоны — это строительные растворы, состоящие из вяжущего, заполнителя, воды и иногда из специальных модифицирующих примесей. Каждый из компонентов может быть искусственного или природного происхождения, иметь определенные свойства, которые будут влиять на сферу применения. Рассмотрим же компоненты бетона и их происхождение, свойства.
Виды вяжущих для бетонных растворов
Главным компонентом, который обеспечивает прочность бетонной смеси после ее затвердевания, является вяжущее. Существуют разные виды вяжущих, которые обеспечивают прочное связывание, в каком-то роде «склеивание» различных компонентов в цельный (монолитный), твердый подобно камню материал. Рассмотрим разновидности этого компонента, которые имеются в видах современного бетона, перечень их выглядит так:
Читайте также: Железобетонная стойка СВ 110 5 и другие железобетонные опоры ЛЭП
- цемент;
- известь;
- гипс;
- жидкое стекло;
- битум;
- полимерные смолы.
Современные вяжущие для бетонных смесей бывают проходят дополнительную обработку, в результате чего их свойства меняются (в лучшую сторону), а также могут поставляться на рынок в различном виде (фасованные, не фасованные; каменные, порошковые). Ниже поговорим и рассмотрим подробно их и ихние свойства.
Цементные вяжущие. Самые распространенные вяжущие, с содержанием которых производятся бетонные смеси для промышленного и гражданского строительства.
Цемент бывает разных марок, которые определяют его расход для получения бетонной смеси определенной марки. Например, для того, чтобы получить бетон марки М100, можно взять цемент марки М400 в соотношении с заполнителем 1:4 (одна часть цемента на четыре части вяжущего).
Кроме того, стоит сообщить, что бывают разновидности цемента, их не мало: портландцемент, белый цемент, гидрофобный цемент, быстротвердеющий цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент, напрягающий цемент, глинозёмистый цемент, магнезиальный цемент, карбонатный цемент, тампонажный цемент, песчанистый цемент, расширяющийся цемент, пластифицированный цемент, сульфатостойкий цемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент.
Кроме того, имеется специальный щелочной цемент, который разбавляется раствором щелочи с добавлением остальных ингредиентов для приготовления бетона и специального шлака, в результате чего появляется шлакощелочная бетонная смесь, состав бетона, обладающий кислотостойкостью.
Известковые вяжущие. Они являются довольно популярными в строительстве и имеют несколько особенностей перед остальными вяжущими, а конкретно: известь обладает бактерицидным свойством, то есть препятствует развитию грибка и плесени; растворы на основе извести не дают высолов после схватывания и на весь период эксплуатации; изделия из известковых растворов крепнут с годами в отличии от цементных, которые набирают прочность в течении месяца.
Бетонные смеси на основе известкового вяжущего называются силикатными бетонными смесями и могут быть тяжелыми (с наполнителем щебнем) и легкими (с наполнителем песком). В современном строительстве тяжелые бетоны на известковом вяжущем не применяются, так как являются гораздо менее износостойкими чем цементные, но штукатурные растворы с песочным наполнителем применяются во всю в штукатурных работах.
Гипсовое вяжущее. Данный материал природного происхождения, как и предыдущий и имеет не мало слабых сторон, как: низкая прочность, боязнь воды и влаги, высокий коэффициент деформации. Однако, бетон на основе гипса (гипсобетон) применяется в около строительном производстве.
По причине того, что он очень быстро схватывается и является легким материалом, его применяют в производстве искусственных декоративных изделий (лепнина, барельефы и скульптуры, имитация колотого камня и др.), а также блоков для устройства перегородок.
Конечно, существуют специальные добавки и раствор карбамидной кислоты, которые позволяют свести к минимуму недостатки гипсового бетона, но все же, в устройстве несущих и ответственных элементов сооружений его не используют.
Вяжущее жидкое стекло. Данное вяжущее используют для получения специального назначения бетона, который обладает особой стойкостью к водным воздействиям. Таким образом, эти смеси применяются широко в гидротехническом строительстве. Кроме того, часто-густо жидкое стекло выступает в качестве добавки в цементные растворы для улучшения их водоотталкивающих свойств.
Однако, в последнее время появилось множество более эффективных модификаторов, которые более легки в применении и способны усилить водостойкость бетона в большей степени, нежели жидкое стекло. Однако, свойства связующего у них нет, поэтому в данном списке находится именно жидкое стекло, а не тысячи брендовых модификаторов, состав бетона которых может вмещать в себе.
Битумные вяжущие. Смолы природного или синтетического происхождения, которые применяются как вяжущие компоненты в бетонных растворах, применяемых в дорожном строительстве (асфальтах).
Особенности такого бетона (асфальта), наверное, все знают, они являются не водными составами, в отличии от остальных, а также готовятся при высоких температурах и схватываются по мере того, как остывают.
Такие бетонные смеси являются канцерогенными и не могут применятся в строительстве внутри жилых сооружений. Ими выполняют производство дорог и площадей автостоянок, взлетных полос аэропортов.
Читайте также: Определение активности и марки цемента
Полимерное вяжущее. Данные компоненты являются синтетическими связующими, на основе которых производится полимербетон, который является весьма рентабельным на сегодняшний день в строительстве, особенно в производстве наливных полов.
Славен он своими свойствами абсолютно не поддаваться разрушению влаги, воды, микроорганизмов, а также имеет отличные показатели прочности и деформационной стойкости.
Этих смол довольно много, основные из них – это: фурановые, ненасыщенные полиэфирные, карбамид-ные, эпоксидные, кумарон-инденовые, термопластичные. Как и остальные бетонные растворы, полимербетонная смесь бывает тяжелой, средней тяжести и легкой, что определяется типом наполнителя. Важно понимать, что полимербетонная смесь по сути является смесью жидкой пластмастмассы и наполнителя, разновидностей которых бывает уйму.
В зависимости от того, какова пропорция вяжущего к наполнителю, смесь приобретает те или иные свойства. То есть, чем больше вяжущего имеет состав бетона, тем больше проявляются свойства пластмассы, то есть прочность при изгибе, растяжении, ударная вязкость. Ежели наибольшее содержание заполнителя, то такой бетон проявляет качества камня, то есть стойкость на сжатие и малый коэффициент деформации.
Характеристики бетона:
По показателям качества бетоны подразделяют: — по прочности: на классы прочности на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В70; В80; В90; В100; В110; В120,
— по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200. — по водонепроницаемости на марки: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20; — по истираемости при испытании на круге истирания на марки: G1, G2, G3.
Классы бетона по прочности, марки по морозостойкости, водонепроницаемости и истираемости устанавливают в соответствии с нормами проектирования и указывают в проектной и технологической документации, стандартах и технических условиях на изделия и конструкции.
Минимальный класс бетона по прочности на сжатие для армированных изделий и конструкций принимают по ГОСТ 13015.
Возраст бетона, в котором обеспечиваются заданные технические требования, должен быть указан в проекте. Проектный возраст бетона назначают в соответствии с нормами проектирования с учетом условий твердения бетона, способов возведения и сроков фактического нагружения конструкций. Если проектный возраст не указан, технические требования к бетону должны быть обеспечены в возрасте 28 сут.
Значения нормируемых показателей отпускной и передаточной прочности бетона сборных бетонных и железобетонных изделий устанавливают в стандартах или технических условиях на эти изделия.
Значения нормируемых показателей прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном возрасте устанавливают в технологической документации.
Виды заполнителей для бетонных растворов
Заполнитель в бетонных смесях является компонентом, который определяет прочность, плотность и вес готового изделия из бетонной смеси. Современные заполнители для бетонов различаются по происхождению (искусственные и природные), размеру и весу. Таким образом, на сегодняшний день существует такого вида перечень из основных, наиболее применяемых видов заполнителей в строительстве:
- песок;
- щебень;
- шлак;
- керамзит;
Заполнители, как правило, являются качественными материалами и брака как такового в них нет. Однако, есть пару нюансов, которые жизненно важны, в прямом смысле этого слова. Первый нюанс — если приобретаете заполнитель сомнительного поставщика, то стоит проверить его счетчиком гейгера на наличие повышенного радиационного фона. Второе — примеси, то есть, например, песок может содержать настолько много глины, что раствор выйдет испорченным.
Заполнитель песок. Данный компонент является натуральным, мелкофракционным (размером до 5 мм) ископаемым, которое добывают разными путями. Так, различают речной и овражный песок, которые имеют происхождение, соответственно их названиям.
Читайте также: Монолитный арболит: свойства материала и особенности его применения
Есть важный нюанс: овражный песок имеет примесь глины и не может быть использован в бетонных растворах, предназначенных для изготовления железобетонных и иных несущих нагрузки (находящихся под напряжением) элементах.
Он широко распространен в мелкофракционных растворах, на основе вяжущих цемента, извести и гипса для применения в работах по оштукатуриванию помещений и работах по кирпичной кладке. Растворы на песчаном заполнителе принято считать легкими.
Заполнитель щебень. Это природного происхождения каменный материал, который имеет фракцию от 5 мм до 40 мм и считается что высокой плотности его разновидности являются ходовыми для тяжелых видов бетонных растворов.
Бывает нескольких разновидностей, к тяжелым относятся: пемзы, вулканического шлака, вулканического туфа и туфовых рядов. Легкие же состоят из карбонатных пород (известняка, извести-черепашника) с кремнеземистых пород (опоки, трепела, диатомита, спонголита).
При изготовлении состав бетона необходимо понимать, что форма щебня имеет важное значение, от которого зависит качество бетона. Наилучшая форма считается округлой или квадрата подобной, так как лучше всего укладывается и образует равномерное распределение заполнителя в вяжущем.
Кроме того, имеет место и фракция заполнителя, которая чем меньше, тем считается смесь более легкая в укладке. Кроме того, чем меньше фракция щебня, тем меньше расход мелкого заполнителя в смесь (щебня).
Заполнитель шлак. Разнообразный заполнитель, разновидностей которого уйму и бывают они искусственного и природного происхождения.
Гранулированный шлак является искусственным заполнителем, так как является отходом от промышленности из доменных печей (пережег) и бывает разной формы и фракции. Бывает также отход от пережога топлива, так называемая зола-унос, размер частиц которых не превышает 0,14 мм и используется она как добавка в бетон, относиться к мелкофракционным заполнителям.
Что касается натурального шлака, то это обломки вулканических пород стекла, предоставляемые в сыпучем виде и в виде обломков. По причине пористой воздушной структуры, они обладают малым весом и плотностью, отсюда и применение их в составах легких бетонов обоснованно.
Бетон с содержанием данного природного или искусственного вида наполнителя соответственно называется шлакобетоном. Такой бетон применяется в второстепенном бетонировании и не может иметь применение для производства ответственных, несущих элементов.
Заполнитель керамзит. Пожалуй, самый популярный заполнитель среди легких бетонов с повышенными тепло/звукоизоляционными свойствами. Получают его путем обжига специальных сортов глины, которая заранее подготавливаются в виде гранул. После обжига глина вспучивается и твердеет, в результате чего образуются прочные, пористой структуры гранулы с фракцией 5мм – 40 мм.
Также имеется и песок из керамзита, который представляет собой гранулы-зерна фракцией до 5 мм соответственно. Имеется в продаже керамзит разных марок, которые определяют его плотность.
Состав бетона с таким заполнителем называют керамзитобетоном и используют для черновых бетонных стяжек полов, блоков для перегородок и других, второстепенных, не ответственных работ.
Виды тяжелого бетона
Рассмотрим, какие бывают тяжелые бетоны:
- Имеющий высокую прочность. В состав данного вида, в основном добавляют специальные вещества, наделяющие раствор пластичностью. Также для придания большей прочности его подвергают специальной процедуре – вибрированию.
- Железобетонный. Данный вид применяется при заливке арматуры, сооружения особо прочных перекрытий, а также при изготовлении железобетонных блоков.
- Быстро застывающий. В состав входит цемент, имеющий свойство быстро застывать и твердеть. Так, раствор застывает быстрее, сокращая срок до минимума, не снижая при этом качество.
- Гидротехнический. Особый вид, который позволяет использовать его в местах повышенной влажности, а также при строительстве водных объектов.
- Дорожный. Как правило, такой вид используют для покрытия дорог, но если необходим раствор, способный выдерживать большие нагрузки, то применяют именно данный вид.
- Мелкозернистый. Свое название раствор получил благодаря отсутствию в его составе камней и крупного щебня. Чаще всего используется, когда необходима тонкая работа, например, при закладке тонких стен. Изготовление этого вида также регулируется ГОСТом. Ранее это был ГОСТ 26633-91, сейчас это ГОСТ 26633-2012.
- Декоративный. Этот вид используется в тех случаях, когда необходимо применить дизайнерское решение в парках. Из такого бетона делают красивые бордюры и оригинальные скульптурные решения, украшающие парки и набережные.
Видов бетона множество, вследствие чего сфера его применения почти неограничена.
Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов
Современные строительные смеси, в том числе и бетонные смеси, имеют разнообразные модифицирующие добавки, которые придают новые свойства или усиливают существующие. Это позволило расширить диапазон применения бетонных растворов в тех или иных климатических условиях.
Действуют они в смеси по-разному: одни вступают в реакцию с вяжущим, другие действуют независимо. Кроме того, они бывают направлены на улучшение различных показателей; универсальных добавок не существует, а посему ниже рассмотрим их разновидности и принципы действия. Перечень их таков:
- регуляторы скорости схватывания;
- регуляторы морозостойкости;
- пластифицирующие добавки;
- армирующие добавки и усилители прочности;
- поризующие модификаторы;
- ингибиторы коррозийных процессов;
Регуляторы скорости схватывания. Такие современные добавки в бетон отлично подходят для случаев, когда необходимо максимально ускорить строительное производство. Достигается оно путем ускорения времени схватывания, соответственно, уменьшением времени технологических пауз.
Добавки работают, вступая в реакцию с вяжущим (цементом) и ускоряя образование кристаллической сетки. Следовательно, за сутки можно добиться такой прочности бетона, что можно снимать опалубку и приступать к дальнейшим работам.
Регуляторы морозостойкости. Очень полезные составы при работе в зимних условиях. Предшественником этих регуляторов было хлорное железо, которое обладало токсичностью и было мало эффективным.
Современные же добавки для улучшения морозостойкости растворов способны дать возможность применять состав бетона даже при температуре впредь до -40 С. Как правило, это солевые добавки, которые растворяют в воде, которую применяют для приготовления бетонных смесей.
Пластифицирующие добавки. Это специальные составы, которые в бетоне действуют таким образом, что раствор содержит в себе воду более длительное время, не расслаиваясь, как это происходит очень быстро. Таким образом, процесс укладки становиться гораздо проще.
Сама же добавка создает множество мелких пузырей, внутри которых содержатся компоненты песок, вяжущее и вода. Так что ежели раствор со временем расслоился, его достаточно взболтать, чтобы он опять на долгое время набрал пластичность.
Читайте также: Сборные железобетонные плиты перекрытия. Перекрытия из полистиролбетона. Сборные железобетонные плиты перекрытия — маркировка
Армирующие добавки и усилители прочности. Что касается сугубо армирующих добавок, то это минеральные, органические составы в виде нитей. Это как правило – фибра – базальтовые нити, которые добавляются в раствор в определенной пропорции.
В смеси с вяжущим и мелкофракционным заполнителем в результате перемешивания возникает однородная, сплетенная нитями масса, которая по мере затвердения демонстрирует куда лучшую стойкость на изгиб и разрыв.
Что касается усилителей прочности, то это химические вещества, которые вступают в реакцию с вяжущим, образуя более мощную кристаллическую сетку, в результате повышается марка бетона.
Поризующие модификаторы. Нового образца строительные добавки, которые способствуют образованию воздушных пор в структуре бетона, делая его плотность меньше. Благодаря им повышается пластичность раствора во время работы, а в готовом изделии наблюдаются повышенные тепло/звукоизоляционные свойства за счет образования пор.
По принципу действия они бывают воздухововлекающие (связывающие раствор с воздухом, объёмом 6-12% от объёма раствора), пенообразующие (заранее приготовленные в виде пены, добавляемые в раствор) и газообразующие (при добавлении в раствор выделяют газ).
Ингибиторы коррозийных процессов. Вещества, которые препятствуют развитию процессов коррозии, а проще говоря, останавливающие ржавчину. Есть смысл их применять в составах бетона, которые предназначены для производства железобетонных конструкций. Суть их заключается в том, что будучи внутри раствора длительное время, арматурный металлический каркас не ржавеет.
Таким образом, не образуется ржавая прослойка, которая уменьшает сцепление раствора с металлическими арматурными изделиями. Кроме того, если бетонная конструкция не защищена гидроизоляцией и постоянно подвергается воздействию влаги, соответственно намокает до арматуры, арматура менее коррозирует.
