Тяжелый бетон что это

Что такое тяжелый бетон и его характеристики: плотность, марки, свойства, состав, классификация

На строительном рынке постоянно появляются новые материалы, однако традиционные решения не теряют своей популярности и продолжают использоваться для решения разных задач. К ним относятся тяжелые бетоны, которые применяются в самых различных случаях. На их основе создаются плиты перекрытий, фермы, перемычки, армированные пояса, громадные блоки и другие конструкции.

Преимущества и недостатки

Разбираясь в вопросе, что такое тяжелый бетон, нужно ознакомиться с преимуществами его использования.

К положительным качествам относят устойчивость к воздействию влаги и отрицательных температур.

Сферы применения

Специфические свойства тяжелого бетона позволяют использовать его для решения крупных строительных задач, включая:

Бетон тяжелого типа необходим для всех конструкций, которые сталкиваются с большими нагрузками. За счет особых свойств и характеристик его популярность остается высокой, несмотря на появление новых материалов и решений.

Виды бетона

Тяжелый бетон, состав которого основывается на высших марках портландцемента, может предназначаться для разных целей.

Существуют и специальные виды бетона, которые отличаются разным составом и классом.

Характеристики

Свойства тяжелого бетона напрямую зависят от исходного сырья, применяемого в процессе замешивания смеси, и сферы применения материала.

По классам

Существующие классы бетонов отличаются как эксплуатационными характеристиками, так и качеством. По стандартам ГОСТа выделяется целая линейка материала с разной классностью. Она включает в себя такие растворы, как В3,5, В5, В7,5, В10, В12,5, В25, В30, В70, В90, В100 и др. Еще стандартами ГОСТ допускается производство промежуточных классов, таких как 27,5.

Марки бетонов

Идентификация марки определяется показателями прочности на сжатие и осевого растяжения. В зависимости от этих свойств выделяют такие марки, как:

Есть и особо прочные составы с маркой до М800, но их применение встречается достаточно редко.

Каждый состав тяжелого бетона должен соответствовать некоторым требованиям ГОСТ. Любые отклонения от заданных правил недопустимы. При производстве этого стройматериала нужно учитывать стандарт ГОСТ 26633-2012, который предусматривает наличие следующих значений:

Стоимость

Стоимость раствора определяется массой факторов, включая цену всех компонентов. Если воду, щебень и чистый песок найти достаточно просто, то покупка пластификаторов и других добавок потребует некоторых усилий и финансовых вложений. Еще ценник зависит от марки смеси. Производство 1 м³ раствора под маркой М100 составит 2400 руб.

Основные свойства

К основным свойствам бетонов относят:

Прочность

Ключевым показателем высокого качества бетона является его прочность. Тяжелые разновидности должны справляться с интенсивными нагрузками, поэтому к прочностным свойствам предъявляются высокие требования.

Водостойкость

Бетон считается водостойким материалом, который не теряет свои начальные характеристики при продолжительном пребывании во влажной среде. Показатели водостойкости зависят от соотношения компонентов в составе и изображаются под буквой W. Диапазон значения варьируется от W2 до W20.

Пористость

Даже самые прочные марки бетона обладают маленькими ячейками, которые обуславливают такое свойство, как пористость. Интенсивность пористости определяется типом и объемом наполнителя, а также соотношением воды и цемента. Еще учитывается степень обработки методом вибрации и масса других факторов. Базовое значение варьируется от 6 до 15%.

Морозостойкость

Степень морозостойкости указывает на устойчивость материала к разрушающему воздействию отрицательных температур или нагрузок при оттаивании влаги после затяжной зимы. Под морозостойкостью подразумевается количество циклов заморозки и разморозки. Чем больше таких циклов, тем выше показатель. Доступные в продаже марки обладают значениями от 50 до 300 циклов.

Теплопроводность

Огнеупорность

Огнеупорность считается важнейшим свойством материала, которая определяет его устойчивость к воспламенениям. При воздействии температуры до 200ºС прочностные характеристики снижаются на 30%. При повышении температуры до 500ºС происходит деформация конструкции.

Расчет состава и замес

При составлении расчетов будущей смеси необходимо придерживаться рекомендуемых значений и требований, поскольку они определяют прочность и надежность сооружения. Специалисты предлагают готовые пропорции, позволяющие грамотно рассчитать соотношение всех компонентов:

При выполнении замеса своими руками необходимо руководствоваться следующей инструкцией:

Придерживаясь такого руководства, можно сделать качественный раствор бетона, который будет соответствовать всем требованиям и нормам.

Сверхтяжелые бетоны

К сверхтяжелым бетонам относятся материалы, созданные на основе редких и дорогостоящих компонентов, обеспечивающих максимальную степень прочности и увеличивающих вес конструкций. Такое решение востребовано при промышленном строительстве, поэтому для решения частных задач создавать смесь нерентабельно. Также нет смысла покупать ее в специализированных магазинах, сильно переплачивая.

Источник

Что такое тяжелый бетон, его состав и виды

Тяжёлые бетоны — группа бетонов с объёмной массой более 2200 кг/м3. Тяжёлый бетон применяется как при заливке монолитных сооружений, так и при создании элементов сборных конструкций — дорожных плит, плит перекрытий, фундаментных блоков, свай и т. д.

Почему бетон «тяжелый»

Новички в строительстве часто интересуются: «что такое тяжелый бетон»? Бетон – понятие достаточно обобщающее. Его применяют при изготовлении раствора для искусственных камней, основу которого составляет цементный вяжущий компонент в сочетании с водой и любым наполнителем. В случае изготовления такого материала используются особые заполнители, отличающиеся высоким уровнем прочности, плотности и веса. Затвердевший камень также обладает повышенной плотностью – до 2500 кг/м2. Отсюда и такое точное название – тяжелый бетон.

Бетонный состав общего предназначения

Описание

Бетон – это один из ключевых материалов, применяемых в строительстве. В его состав входят цемент (вяжущее вещество), песок или щебень (наполнитель), вода. Материал применяют для создания конструкций различного назначения и вида. В случае если конструкция будет подвергаться напряжениям на изгиб или растяжение раствор армируют стальными прутками. После отливки конструкции, до полной готовности бетона проходит 28 суток, но работы можно начинать после 7 суток, к этому времени бетон набирает до 70% от проектной прочности.

Классификация

В зависимости от состава и целевого назначения выделяют следующие группы тяжелого бетона:

1. Высокопрочные на основе качественного цемента и песка и крупнофракционного наполнителя, выдерживающего сжатие не менее 10 МПа. Такие растворы характеризуются низким соотношением В/Ц (не выше 0,35) и замешиваются в принудительных смесителях, для повышения пластичности в них вводят пластификаторы, укладку проводят с применением виброоборудования.

2. Быстрозастывающие – с особыми марками цемента и добавками, используемые при ограниченных сроках проведения работ, время окончательного затвердевания с 28 суток у них сокращается до 3-4.

3. Пескобетон – раствор без крупнофракционного наполнителя. Тяжелые и мелкозернистые применяются при заливке тонкостенных конструкций, рассчитанных на высокие нагрузки.

4. Малощебеночные – разновидность с низким содержанием дорогого щебня или гравия с высокой прочностью.

5. Бетоны для гидротехнических объектов, рассчитанные на эксплуатацию при прямом контакте с водой.

6. Железобетонные, с включениями скрапа, оптимальные при бетонировании перекрытий и монолитных блоков.

7. Дорожные и аэродромные, выдерживающие интенсивные постоянные нагрузки. Это группа включает тощие бетоны с повышенным содержанием щебня с размером зерен от 20 до 70 мм, уплотняемые путем укатки, и составы для верхних слоев с добавлением до 10 % алюминатов. Последние отличаются хорошим растяжением на изгиб. Некоторые марки совмещают оба требования и подходят для однослойного применения.

8. Устойчивые к определенным внешним воздействиям: кислоты или агрессивных сред (используются при строительстве объектов для химической промышленности), жаропрочные (для печей).

9. Бетонополимеры – с примесями смол, характеризующиеся повышенной прочностью и долгим сроком службы.

10. Декоративные марки – с добавками мраморной крошки и пород с ярким окрасом. Для отливки бордюрных элементов, тротуарной плитки, малых архитектурных форм, отделки фасадов.

11. Литые бетоны – составы на основе вяжущего с высокой водоудерживающей способностью (чаще всего быстротвердеющего) и примесями пластификаторов. Характеризуются повышенным содержанием песка и минимальным В/Ц, допустимый предел прочности у них варьируется от 20 до 60 МПа. Их применение положительно сказывается на общей величине затрат, сроках выполнения работ и надежности конструкции из-за исключения риска расслаивания раствора в процессе кладки или заливки.

Самым распространенным в частном строительстве является класс В15 (М200), его достаточно просто изготовить своими силами. Нормативные пропорции для замеса 1 м3 в этом случае составляют 265-270 кг цемента, 860 песка, 1050 крупнофракционного наполнителя, 175-180 л чистой воды и не более 5 кг пластификатора. Все тяжелые марки объединяет одна рекомендация – использование для затворения как можно меньшей доли воды, в идеале – не более 30 % по отношению к вяжущему. С учетом такого низкого В/Ц соотношения для исключения образования пустот при крупности заполнителя более 40 мм следует применять виброоборудование.

Характеристики и свойства

Нормативным документом служит ГОСТ 26633-91, он определяет показатели качества готовой товарной продукции и другие данные, указываемые в техпаспорте. К основным техническим характеристикам тяжелых сортов относят:

На прочностные и другие рабочие параметры влияет удельный вес: чем он больше, тем выше класс бетона и тем лучше он выдерживает внешние воздействия. Крупность зерен заполнителя влияет на прочность и косвенно на остальные показатели, в частности, от нее зависят удобоукладываемость, объем пустот и декоративность.

Во всех случаях (за исключением растворов, содержащих быстро застывающий цемент) набор окончательных характеристик происходит не ранее, чем через 28 дней при положительной температуре окружающего воздуха, что обязательно учитывается при планировании строительных работ.

Сферы применения

Специальная сфера применения.

Независимо от степени тяжести, строительный раствор по сфере применения делят на:

Рассмотрим более подробно, в каких областях характерно использование бетонов такого типа:

Состав тяжелых бетонов

Состав тяжелого бетона имеет свои особенности:

Для показателя качества бетона используется специальная маркировка. К классу тяжелых бетонов относятся марки от М100 до М500. Определяющими характеристиками при производстве тяжелого бетона является количество цемента в бетонной массе и вид заполнителя.

Характеристики

Тяжёлые бетоны обладают большей удельной прочностью на сжатие в сравнении с лёгкими, из-за чего получили распространение в капитальном строительстве. Высокая плотность тяжёлого бетона обусловлена как используемым наполнителем, так и значительным механическим уплотнением. К плюсам тяжёлых бетонов можно отнести долговечность, высокую прочность, твёрдость и морозостойкость; к минусам — значительную стоимость производства и высокую теплопроводность. Некоторые разновидности имеют многовековой срок службы и способны постепенно набирать прочность в течение сотен лет. Тяжёлый бетон классифицируется по силе разрушающей нагрузки в зависимости от марки и класса.

Основные свойства тяжелого бетона

Чтобы подробнее описать изделия из такого материала, нужно более детально рассмотреть его технические характеристики.

Прочность

Показатель прочности бетонов всегда был их особенностью, ассоциировавшейся с высоким уровнем надежности. В зависимости от величины разрушающей нагрузки, разработана целая система классификации, узаконенная ГОСТом 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые».

Учеными доказано, что срок службы качественного искусственного камня может растягиваться на сотни лет даже в самых агрессивных условиях. При этом он способен постепенно набирать прочность в течение 600 лет.

Водостойкость

Бетон относится к тому редкому типу строительных материалов, который долгое время может сохранять свои свойства и не разрушается под действием воды. Степень водостойкости строительных материалов маркируется W. Показатели в зависимости от вида и марки могут варьироваться в пределах W2 до W20.

Пористость

Структура бетонного камня, даже самого плотного содержит микропоры. Степень пористости зависит от типа, количества заполнителя, водоцементного отношения, вибрирования и других факторов. Показатель этой характеристики равен 6 – 15%.

Морозостойкость

Морозостойкость – способность выдерживать разрушающие нагрузки, создаваемые под действием оттаивания влаги, которой напитался материал в теплый период года. Этот цикл заморозки – разморозки считается за единицу, составляющую марку по морозостойкости. Чем больше таких циклов изделие выдержит без значительных разрушений, тем выше его марка. В среднем марка по морозостойкости равна от 50 до 300.

Теплопроводность

Ахиллесова пята тяжелого бетона – это его теплопроводность. Он очень прочный и долговечный, но, сильно промерзает, не держит тепло внутри стен и не аккумулирует его. Теплопроводность возрастает с повышением плотности. Не замечали, что даже в солнечную погоду бетонный камень всегда холодный?

Марки тяжелых бетонов

Тяжелый бетон можно разделить на несколько видов, которые зависят от целей применения:

В редких случаях используют кислотоупорный, жаростойкий и высокопрочный тяжелый бетон. Что касается класса стройматериала, то этот показатель должен варьироваться между 95% и 100%. В документации ГОСТ обычно обозначается индексом 0,95. Ниже рассмотрены основные марки тяжелых бетонов, так как по ним строителям проще ориентироваться.

Индекс марки в первую очередь зависит от показателя прочности на сжатия, а также от осевого растяжения. Итак, тяжелый бетон делится на следующие марки:

Марки с более высоким значением (до 800 кгс/м²) тоже существуют, но в современном строительстве они применяются очень редко. Каждый материал для создания тяжелого бетона имеет свои параметры. Чтобы не описывать особенности каждой марки, мы сделали удобную таблицу, где указаны пропорции на бетон:

Силикатный бетон

Описание

Это состав отличается бесцветность. В качестве вяжущего компонента применяют известняки, которые перемешивают с кремнезёмистым составом. При смешении материалы вступают в реакцию между собой, в результате получается вещество под названием гидросиликат кальция. Он связывает наполнитель и получается очень прочный материал. Среди свойств этого материала можно назвать: стойкость к воздействию разнообразных агрессивных веществ. Наличие пор, которые заполнены газом, водой.

Расчет состава

От расчета зависит прочность и долговечность будущей, поэтому расчетом состава тяжелого бетона должны заниматься опытные инженеры. Чтобы облегчить задачу, специалисты разработали и определили пропорции. По таблице, размещенной ниже, вы сможете определить примерное соотношение цемента (Ц), щебня (Щ) и песка (П) на бетон.

Таблица пропорций тяжелого бетона:

Шлакощелочной бетон

Описание

Материал этой группы представляет собой камень, который получают после твердения смеси, состоящей из заполнителей разного размера, перемолотого шлака и щелочной составляющей. Смеси этого класса бывают – конструкционные, теплоизоляционные и комбинированные. Кроме того, их классифицируют по плотности и сфере использования.

Как проходит замес

Замешивать тяжелые бетоны своими руками вам вряд ли придется, но процесс разобрать не помешает:

Мы кратко описали процесс ручного замешивания по ГОСТ, так как обычно для этих целей применяют специальную технику. Изготовление тяжелого бетона – это сложный процесс, которым должен заниматься опытный строитель.

Полимерный бетон

Описание

Строительные технологии не стоят на месте и довольно часто на рынке появляются новые материалы, о создании которых никто не мог подумать ещё несколько десятков лет назад. Одна из таких новинок – полимерный раствор. По сути, это смесь полимеров или силикатов. Материалы этого класса обладают рядом положительных качеств, и это позволяет ему превосходить существующие строительные материалы. Одно из них – гигроскопичность.

Что такое тяжелый бетон и какие у него пропорции, мы уже разобрались. При необходимости, строители могут менять соотношения, чтобы получить более надежный результат. Также на просторах интернета можно встретить различное программное обеспечение, направленное на простой и быстрый расчет материалов для тяжелого бетона. В приложении указывается основные и вспомогательные компоненты, которые будут использоваться для изготовления бетонной смеси.

Гипсовый бетон

Описание

В качестве вяжущего, при изготовлении этого раствора применяют гипс. Такой состав обладает невысоким объёмным весом до 1200 кг на куб. м. Кроме этого, он быстро затвердевает. Если при его изготовлении добавить большее количество воды, то объёмная масса снизится. Заполнителем в таком бетоне можно использовать опилки, шлак, камыш и пр. Этот материал не отличается высокой прочностью и он гигроскопичен. Это налагает ограничения на его применения, влажность не должна превышать 60%.

Ячеистый бетон

Описание

Искусственный материал, изготовленный с использование минеральных вяжущих веществ и кремнезёма. Это одна из марок, которую относят к лёгким видам. Его используют для тепловой изоляции. В частности, с его помощью выполняют утепление ЖБ перекрытий, стен, трубопроводных систем, рабочая температура которых составляет до 400 градусов Цельсия. Высокотемпературная модификация позволяет работать с трубопроводами при температуре до 700 градусов.

Сверхлёгкий и Лёгкий бетон

Описания

Класс материалов, чей объёмный вес меньше чем 2 тыс. кг на кубометр, называют лёгкими. К этому сорту относят бетона с наполнителями из керамзита и пр. Кроме этого, в качестве наполнителя могут быть использованы лёгкая органика, например, арболит. Такие материалы могут быть изготовлены на основе гипса, цемента и пр. Существует исполнение лёгких растворов универсального применения, их прочность превышает 25 МПа.

Тяжёлый и сверхтяжёлый бетон

Описание

Плотность тяжёлых видов лежит в пределах 2500 и более кг на куб. м. При производстве этой марки, в качестве наполнителей применяют – руду, металлолом, барит и пр. Основное применение – это обеспечение радиационной защиты. В частности, его используют при сооружении атомных электростанций и других объектов, которые содержат источники радиации.

Плотный бетон

Описание

Материалы этого класса представляют собой смеси, у которых во внутренней структуре находятся частицы застывшего наполнителя, кроме него там присутствуют пузырьки воздуха, оказавшиеся вовлечёнными туда в процессе приготовления смеси. Кроме этого, в растворе этой марки присутствует и газ, который образуется в процессе добавления различных присадок.

Поризованный бетон

Описание

Так, называют конструкционный материал, который получают перемешивания стандартных компонентов и воздухововлекающих присадок. Они обеспечивают в процесс смешивания повышенной пористости в растворе, которая останется в готовом изделии. Наличие пористости в готовом камне отличает его от лёгкого бетона. Наличие пор приводит к снижению плотности и увеличению теплоизоляционных параметров. Такая технология применима в том случае, если изготовить лёгкий раствор с необходимой плотностью невозможно.

Крупнопористый бетон

Описание

Состав производят из однофракционного гравия, шлакопортландцемента и воды. В его составе нет песка, и это обуславливает получение крупных пор. Кроме этого, он обладает пониженной объёмной массой и низкие показатели теплопроводности. Прочность такого бетона составляет 100 КГС на кубический см. Его применяют для строительства наружных стен в регионах, где много гравия, а других наполнителей для изготовления просто нет.

Конструкционно-теплоизоляционный и конструкционный бетон

Описание

Этот материал применяют для возведения ограждающих и несущих конструкций. К этим составам относят ячеистые, лёгкие и тяжёлые бетоны. В силу своей структуры они могут использоваться и для обеспечения теплоизоляции объектов различного назначения, например, трубопроводов.

Химически-устойчивый бетон

Описание

Конструкции, сооружённые из бетона, так или иначе, подвергаются разрушению под действием воды, различных агрессивных веществ и пр. Качественно улучшить характеристики материала позволяет использование сульфатостойкого цемента. Его применение обеспечивает надёжную защиту бетонных конструкций от действия осадков, в которые часто в той или иной форме входят сульфаты.

Термостойкий бетон

Описание

Бетон такого типа выдерживают температуру в несколько сот градусов. Его производят специального цемента. Его использование приводит к тому, что в процессе его перемешивания, происходят определённые реакции, которые негативно влияют на его параметры. Температура, которую может выдержать такой цемент до 2 000 градусов.

Декоративный бетон

Описание

Этот класс отличается широкой цветовой гаммой. Кроме этого, этот материал может выдерживать нагрузки существенно, большие, чем тот, что применяют для изготовления тротуарной плитки. Он спокойно переносит воздействие кислот и других веществ. Для получения цветов используют специальные пигменты. Такой материал применяют для отделки полов, дорожек и пр.

Железобетон

Описание

Это такой же материал, как и бетон, но его укрепляют каркасом, выполненным из стальных прутьев. Такой материал изготовить существенно сложнее, чем традиционный. Главное, чтобы в его составе присутствовала арматура соответствующего размера и марки стали. Сечение арматуры рассчитывают индивидуально для каждого строения.

Асфальтобетон

Описание

Это искусственный материал, который получают после уплотнения смеси, в которую входят щебень, песка и минерального порошка и битума. Основные технические требования изложены в ГОСТ 9128.

Керамзитобетон

Описание

В состав этого материала кроме, цемента входит керамзит. Керамзит должен иметь размер порядка 5 мм. В состав керамзитобетона входят воздухововлекающие добавки, как правило, для этого используют омыленную древесную смолу. Плотность этого бетона лежит в пределах от 300 до 600 кг на кубический метр.

Перлитобетон

Описание

Это представитель лёгких составов. В качестве наполнителя применяют перлит. Его получают из вулканических пород по технологии обжига. Плотность этого материала составляет от 600 до 1200 кг на кубический метр. Он обладает воздухопроницаемостью, экологической безопасностью и повышенной стойкостью к воздействию пламени.

Туфобетон

Описание

При изготовлении этого вида применяют вулканический туф. Объёмная масса этого материала составляет 1200 – 1800 кг на кубический метр. Его применяют для сооружения стен и производства изделий с низким весом. Он может быть использован для возведения лёгких строительных сооружений.

Источник