В этой небольшой статье я хотел бы рассказать об основных свойствах и характеристиках бетона, его укладке, сроках схватывания и других потребительских качествах этого незаменимого в строительстве материала. Мне не хотелось бы молоть воду в ступе и цитировать здесь энциклопедические данные про бетон, которые Вы могли бы без труда найти в любой статье, кои копируются с сайта на сайт в большом количестве, и с практической точки зрения - малополезны. Терминология и построение текста подобных повествований способны ввести в заблуждение даже людей, знающих предмет разговора. Я когда-то пытался почерпнуть какую-либо нужную информацию про бетон, но чаще сталкивался либо с суконным языком ГОСТов, либо вот с такими экзерсисами. Мне, как практикующему строителю, хотелось бы рассказать о самом необходимом, и конечно, я постараюсь это сделать простыми словами: без "конгломератного строения камнеподобных материалов разливных форм"

Быстрая навигация по разделу:

• Состав бетона Основные компоненты и пропорции. Из чего состоит бетонная смесь.
• Прочность бетона Классы и марки прочности. Пробы, кубики, контроль.
• Подвижность бетона Удобоукладываемость, осадка конуса, литой бетон.
• Морозостойкость бетона Коэффициент морозостойкости F.
• Водонепроницаемость бетона Коэффициент водонепроницаемости W.
• Твердение, застывание бетона Сроки схватывания, зимнее бетонирование.

Состав бетона.

Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон - подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором либо пескобетоном, правда в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности). Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок - 2 части, Вода - 1/2 части. Например: цемент - 330 кг., щебень - 1250 кг., песок - 600 кг., вода - 180 литров. Естественно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п.
Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве бетона на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.

Есть ещё такое понятие как - жесткость бетона. Обозначается буквами Ж1-Ж4. В основном, когда говорят о жестком, имеют в виду тощий бетон, используемый, в основном, в дорожном строительстве. Он отличается пониженным содержанием воды и цемента. Про сверхжесткие виды я писать не буду. Вряд ли Вам это понадобится.

Для облегчения заливки и при отсутствии на объекте вибраторов, прорабы и строители зачастую увеличивают подвижность, разбавляя бетон в бетоносмесителе водой, что делать категорически не стоит! Ибо, водоцементное отношение - одна из ключевых пропорций, от которой напрямую зависит окончательная прочность бетона. Причём, даже незначительное разбавление смеси водой способно существенно снизить прочность на одну-две марки. Бетон расчётной марки м300, в результате разбавления водой, может легко показать м100 м200.

Увеличение подвижности бетонной смеси до показателей П4, П5, осадка конуса более 16 см. достигается исключительно за счёт применения на заводе добавок пластификаторов . Только так можно получить литой бетон, предназначенный для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматуры , либо при монолитных работах с применением бетононасоса. Разбавив бетонную смесь водой, Вы непременно ухудшите его качество.

Коэффициент морозостойкости бетона.

Обозначается буквой F с цифрой от 25 до 1000 и говорит о количестве циклов замораживания-размораживания, при котором бетон сохраняет свои изначальные прочностные характеристики (с допустимыми отклонениями). Какую практическую ценность этот параметр имеет для Вас? Ну если кратко, то: циклы замораживания оттаивания - это переходы влагонасыщенной бетонной конструкции из мокрого состояния, в состояние замерзшее и обратно.

Чем это чревато. Возьмём стандартную картину: увлажнение бетонных конструкций на примере капиллярного подсоса влаги из земли фундаментом дома. Вода, тающий снег, влажная земля и т.д., заполняет микропоры бетона по принципу, сродни фитилю в керосинке. Бетон здесь выступает в роли впитывающей губки. Затем эта вода в микропорах замерзает, а замерзнув - расширяется, раздирая всё, что ей мешает. Вот тут то и происходят изменения в структуре бетона: микротрещины и т.д. Причём, в следующий раз, вода, заполнив эти микротрещины и замерзнув, разорвёт их ещё больше.

Безусловно, всё происходит не так страшно, как я тут расписал, ведь фундаменты, как правило, защищены гидроизоляцией, отмостками, гидрофобизаторами. Увлажнение происходит не так интенсивно, не на всю толщину бетона и т.д. Но хотелось бы, чтобы Вы более-менее понимали природу процесса.

На бетонных заводах и бетоносмесительных узлах различных комбинатов, производящих ЖБИ , испытания контрольных образцов проводятся в критических режимах. Бетонный кубик буквально вымачивают в воде (или спец растворе) с влагонасыщением по полной программе, и замораживают разом до -18. И так - с промежуточными замерами, до достижения критической точки, а именно - потери расчётной прочности. Количество таких циклов вода-лёд и есть коэффициент F. В таком режиме частично работают фундаменты на влагонасыщенных грунтах, опоры мостов, стоящие в воде, ну и прочие гидротехнические сооружения.

Для увеличения морозостойкости, бетонные заводы используют различные добавки в бетон, например воздухововлекающие и т.д. Но морозостойкость, увеличенная воздуховолекающими добавками (сверх нормы для этой марки бетона) - уменьшает его прочность. Там нашли тут потеряли. Наиболее хороших результатов в увеличении морозостойкости можно добиться, используя в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент . Все основные циклы происходят осенью и весной, когда перепады температур происходят каждый день из плюса в минус и обратно. В обычном строительстве, среднестатистическая морозостойкость F100-F200.

Следующий параметр бетона, о котором хотелось бы сказать, неразрывно связан с морозостойкостью.

Коэффициент водонепроницаемости..

Обозначается в накладных или паспортах на бетон, как коэффициент с буквой W. (W4,W8,W12, от 2 до 20). Водонепроницаемость бетона - способность не пропускать через себя воду под давлением. Если интересно узнать про методы опеределения водонепроницаемости - почитайте ГОСТ 12730.5—84. Для увеличения водонепроницаемости (сверх стандартной нормы для этой марки), в бетон, при его изготовлении вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки, либо используют в затворении смеси всё тот же гидрофобный или напрягающий цемент. В чем актуальность данного параметра для частного строительства? У бетона с высоким коэффициентом W есть пара плюсов таких как:

• Возможность изготовления, без дополнительной гидроизоляции, подвалов в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Актуально, если заливка полов и стен произведена грамотно, без швов и перерывов в бетонировании. Вроде бы казалось, почему бы не проще сделать стандартную гидроизоляцию? Однако, качественно и технично её сделать - не так просто. Я не беру в расчёт профессионалов этого дела. Их мало, услуги их недёшевы. Чаще всего заказчику приходится иметь дело со всезнающими и всеумеющими строителями, от которых и стоит ожидать различных сюрпризов в процессе эксплуатации построенного. Скорее всего, косяки Вам налепят в области сопряжения пола и стен. Потому как - сначала сделают, а потом подумают, как всё это склеить.
• Такой бетон, в принципе не боится морозов-оттепелей. Коэффициенты морозостойкости у него, очень высоки и рассчитаны на многолетнее использование в обычных условиях. Это может быть особо актуально для открытых, незащищённых конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах.

Однако, во всём этом великолепии есть один минус: производят такой бетон лишь высоких марок (с высоким содержанием цемента), поэтому - он стоит существенно дороже. Доставить на объект и уложить такой бетон - тоже непросто. Быстрое время схватывания не позволяет расслабиться. Всегда есть риск остаться один на один с неразбиваемой глыбой на стройплощадке. Да и немногие заводы способны обеспечить и гарантировать подобное качество смеси.

Есть альтернатива в виде самостоятельного использования специальных добавок, но где гарантия, что добавки введены в нужной пропорции, что они тщательно перемешались в бетоне. Опять же сомнение - добавлялись ли они вообще, или строители про них забыли, а затем вылили под кустик... Довольно часто, сам процесс строительства контролируется заказчиком весьма поверхностно. В основном контролируют результат, а что и как там внутри - мало кому известно. Об этом узнают лишь потом - в процессе эксплуатации: там потекло, а тут лопнуло. Ну да не будем о грустном.

В принципе, я упомянул лишь основные, но на мой взгляд - самые главные свойства бетона, которые могут быть актуальны для частного застройщика. На самом деле, бетон обладает ещё множеством различных свойств и характеристик, но на вопрос, - А надо ли оно вам, - я скорее услышу отрицательный ответ...

Внимание! Бетон может потерять качество:

• В результате разбавления бетона водой на объекте. Сиё действо является родовой болячкой кустарей-прорабов и их подопечных. Густой бетон укладывать тяжелее чем жидкий. Как говорят на стройке: Водички добавь, он сам разольётся. Этого делать кактегорически не стоит. Избыточная вода в бетонной смеси не вступает в в хим. реакцию с цементом (цемент забирает столько воды, сколько ему необходимо для гидратации). Эта лишняя вода остается в бетоне в свободном виде. В дальнейшем, она испаряется, высыхает, а в структуре бетона образуются пустоты и поры. Они и снижают марочную прочность бетона.
• В результате так называемого сваривания бетона, что чаще всего происходит из-за увеличенного времени миксера в пути, несвоевременной разгрузки, жаркой погоды и т.д.
• В результате некачественного уплотнения бетонной смеси (укладка без вибрирования). В неуплотнённой бетонной смеси содержится существенное количество воздуха. Эти воздушные поры, пустоты, раковины, если их не ликвидировать вибрированием, могут существенно снизить марку бетона.

Надеюсь, что Вы не зря потратили свое время, читаю эту статью. Если у Вас остались какие-то недопонятые моменты, пишите на и я постараюсь ответить на все, интересующие Вас вопросы, о бетоне и бетонировании. Успехов Вам во всех строительных начинаниях. С железобетонным приветом, Эдуард Минаев .

Вы можете ознакомиться с нашими ценами на бетон

Если Вас когда-либо мучил вопрос, - почему самодельный бетон всегда хуже заводского, почитайте сколько нюансов необходимо соблюсти, чтобы получить качественный товарный бетон . Возможно ли в кустарных условиях выполнить хотя бы треть тех требований...

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.

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 (