Использование бетона в строительстве дома: какой выбрать

Виды бетонов.

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:

1. по средней плотности;
2. по виду вяжущего вещества;
3. по назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:

• особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
• тяжелые — 1800…2500;
• легкие -500… 1800;
• особо легкие — менее 500 кг/м3.

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях — стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).

Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ кубетонм. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.

Легкие бетоны изготовляют 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.

Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные. Цементные бетоны приготовляют 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 шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).

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.

Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).

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.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).

В зависимости от области применения различают:

• обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);
• гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
• бетон для ограждающих конструкций (легкий);
• бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
• бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).

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.

Классификация бетона

Рассматривая виды бетонов и их классификацию, вы сможете выделить несколько типов этого материала. Среди прочих факторов, которые позволяют подразделить состав на отдельные группы, следует упомянуть усредненную плотность. Одним из вариантов бетона является сверхтяжелый, усредненная плотность которого составляет больше 2450 кг/м3. В процессе производства используются гематит и магнетит. Эти породы являются рудными. Предварительно их измельчают до окалины, стружек или опилок. Материал используется при строительстве атомных электростанций и при необходимости защиты помещений от радиационного излучения.

Еще один вид тяжелого бетона – одноименный материал, плотность которого достигает 2400 кг/м3. Тогда как минимальное значение равно 1700 кг/м3. Этот материал является наиболее распространенным видом смеси, ведь подходит для строительства несущих и подземных конструкций, а также возведения простых стен, фундаментов и перегородок. Основным компонентом раствора выступает щебень из горных пород, среди них:

• гранит;
• диабазит;
• известняк.

Рассматривая виды легкого бетона, следует выделить одноименный состав, плотность которого достигает 1700 кг/м3. Эта смесь может иметь пористые заполнители, которые иногда даже не используются. Заполнители могут быть искусственными или естественными. Структура внутри имеет замкнутые поры. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и используются в частных домах.

Среди видов легкого бетона – сверхлегкий материал, плотность которого не превышает 450 кг/м3. Такие смеси используются в качестве теплоизоляционного ячеистого материала, который обладает большим количеством пор на основе легких пористых заполнителей. Такие конструкции популярны своей высокой теплоизоляцией и могут использоваться не только для утепления полов, стен и потолков, но и в роли целостной конструкции.

Гидротехнические бетоны

Гидротехнические бетоны, в отличие от бетонов промышленного и гражданского назначения имеют ряд особенностей. Их применяют для возведения сооружений в гидротехническом и гидромелиоративном строительстве.

В зависимости от конструкции и размеров сооружений, расположения относительно уровней воды, массивности конструкций и назначаются требования к гидротехническим бетонам по водостойкости, водонепроницаемости, морозоустойчивости, прочности, солестойкости, удобообрабатываемости и сниженного тепловыделения.

В зависимости от вида вяжущего бетоны разделяются на:

а) цементные бетоны;

б) известковые бетоны;

в) гипсовые бетоны;

г) бетоны на органических заполнителях.

В зависимости от типа заполнителей бетоны разделяют нa:

Особо тяжелые с Y > 2,5 т/м3. Эти бетоны готовят на тяжелых заполнителях, а в ряде случаев с применением металлической стружки и чугунных обрезков. Применяются такие бетоны при строительстве реакторов АЭС.

Тяжелые бетоны с Y = 1,8 — 2,4 т/м3. Изготавливают, как правило, на гранитном заполнителе. Применяются для строительства гидротехнических сооружений.

Легкие бетоны с Y= 0,5 — 1,8 т/м3. Они применяются для изготовления стеновых панелей или как утеплительный материал.

Особенно легкие с Y< 0,5 т/м3 (существует Y = 10кг/м3) В зависимости от места расположения бетона в ГТС он разделяется на три вида:

Бетон подводный(А) — который постоянно находится под водой. Как правило, этот бетон изготовляется на шлакопортландцементах, пуцоланових цементах, портландцементах.

Бетон переменного уровня воды (Б). Этот бетон наиболее ответственный и в обязательном порядке должен удовлетворять требованиям по морозоустойчивости. Его готовят на портландцементах и шлакопортландцементах с обязательным применением пластифицирующих добавок.

Бетон надводный (В), который находится выше УВ. Этот бетон изготовляется на всех видах цемента.

В зависимости от массивности конструкций бетоны разделяются на две группы:

Бетон внешней зоны. (1) В зависимости от назначения конструкции и класса сооружений внешняя зона t = 1,5 — 3,0 м.

Бетон внутренней зоны, к которому предъявляются в основном требования по объемной массе. В особенно массивных конструкциях бетон внутренней зоны может быть заменен отсыпкой с уплотнением грунта или камня. В большинстве случаев бетоны внутренней зоны имеют марку ниже чем бетон внешней зоны.

Гидротехнические бетоны должны обладать :

1.Химической стойкостью, то есть бетоны должны противостоять химическим влияниям окружающей среды. С этой целью, они изготовляются на сульфатостойких цементах с применением соответствующих добавок.

2.Водонепроницаемостью, которая характеризуется наибольшим давлением воды на бетон, при котором не наблюдается просачивания ее через образцы соответствующей формы (d = h = 152 мм), выдержанных t = 180сут.

По водонепроницаемости бетоны разделяются на 5 марок:

W2, W4, W6, W8, W12.

3.Морозоустойчивостью, которая характеризуется наибольшим числом циклов замораживания и оттаивания соответствующих образцов, выдержанных в нормальных условиях в течение t =18 суток. При этом, после испытаний потеря их прочности должна быть не более 15%. Замораживание должно проходить при — 15° и ниже на протяжении 4 часов, а оттаивание при +5-20° на протяжении 4 часов.

По морозоустойчивости бетоны разделяют на 6 марок:

F50, F100, F150, F200, F250, F300.

По подвижности

Подвижность смеси связана со свойством растекаться под влиянием собственного веса. Иными словами, чем бетонный раствор легче, тем меньше он растекается. Однако этот фактор зависит также от соотношения количества пластификатора и жидкости. Строители определяют подвижность смеси при помощи специального конуса, высота которого должна составлять тридцать сантиметров. В него заливают цементный состав, затем конус убирают. По тому, как бетон сползает, специалисты устанавливают осадку раствора.

Также важно отметить, что современные технологии позволяют создавать сухие смеси для строительных работ, которые после добавления жидкости и перемешивании образуют составы нужной консистенции. Так возникла классификация бетонных растворов по готовности: на рынке представлены средства, которые готовы к использованию, и сухие

Средства, готовые к применению, перевозят при помощи спецтранспорта — автобетоносмесителей, однако возможна транспортировка материалов в кузове самосвала.

Нанобетон

Возможности нанобетона

Наномодифицированный бетон – это одна из последних и очень интересных разработок в строительной индустрии. Про этот материал на нашем сайте есть большая и очень информативная статья, обязательно почитайте.

Сейчас мы только скажем, что этот материал обладает уникальными свойствами, которые достигаются за счет введения в обычный бетон модифицированной базальтовой микрофибры и ССГД (специальные смеси готовых добавок). В свободной продаже их практически не найти.

Итак, мы свами разобрали все виды модификаторов бетона. Большинство из них вы сможете отыскать в магазинах и использовать при приготовлении смесей своими руками. Видео в этой статье дополнит наш рассказ.

Как приготовить бетонную смесь?

Изготовление бетона – это долгий и трудный процесс. Сначала по рецепту лаборатории отмеривают в сухом виде требуемое количество цемента и заполнителей. Затем взвешенные составные части высыпают в бетономешалку и одновременно подают в нее воду. Бетономешалку приводят в движение в помощью электродвигателя.
Цель перемешивания – это получение из зернистых материалов однородной смеси. Продолжительность перемешивания устанавливают заранее. После перемешивания исходные материалы образуют пластичную смесь, похожую на тяжелую жидкость. Поэтому свежеприготовленный бетон называют не бетоном, а бетонной смесью. Лишь через некоторое время смесь затвердевает и
превращается в камень, а окончательную прочность приобретает еще позже. Этот камень и является бетоном. Однородность бетонной смеси – одно из важнейших к ней требований: если смесь будет неоднородной, бетон буден неодинаково прочным в различных участках конструкции и легко может разрушиться при нагрузке. Как же узнать, однородна полученная смесь или нет? Для этого из разных мест берут несколько проб объемом, превышающим размеры самого крупного зерна заполнителя. Если все пробы имеют один и тот же постоянный состав, т. е. одинаковое количество щебня или гравия, песка цемента и воды, то бетонную смесь можно признать однородной

После перемешивания бетонную смесь часто приходиться транспортировать от бетономешалки к месту укладки, при этом очень важно, чтобы смесь сохранила свою однородность, так как при перевозке смеси угрожает расслаивание. Почему? Потому что зерна заполнителя в бетонной смеси стремятся опуститься

Установлено, что расслаивание будет тем больше, чем слабее сцепление между раствором и заполнителем. Расслаивания бетонной смеси при перевозке можно избежать, если продолжить перемешивание смеси во время движения в автобетономешалке.

Состав бетона и чем он отличается от раствора

Бетонную смесь нужно готовить непосредственно перед использованием, так как она затвердевает и превращается в бетон. Марка бетона обозначается буквой “М”, например М200. чем ниже это показатель тем прочнее смесь получится при застывании.

Это могут делать специализированные заводы в промышленных масштабах или бригада рабочих на строительной площадке, все зависит от количества необходимого материала. Он состоит из:

• Цемент, связующее вещество.
• Песок*, наполнитель для смеси.
• Щебень различной фракции, заполнитель, который придает твердости застывшей смеси.
• Вода, реагент (растворитель), делающий смесь пластичной и позволяющий ей равномерно затвердеть.
• Различные добавки (топинговые, пластификаторы, морозостойкие и тд.).

*Также существуют и другие виды наполнителей – это отходы некоторой промышленности (шлаки) или специально созданные материалы из природных компонентов (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.). Также, в современном бетоне, не редко применяются химические заполнители (полистирол).

Выбор цемента

От марки цемента зависит прочность всей смеси, при условии правильного приготовления. Чем выше марка цемента, обозначение буквой “М”, тем больше будет прочность бетонной конструкции.

В отличии от раствора, где на цементе можно не значительно сэкономить, с бетоном шутить нельзя, так как на него возложены все основные нагрузки здания, поэтому нужно строго соблюдать установленным нормам, они приведены в таблице ниже.

Давайте рассмотрим соотношение компонентов бетона разных марок на 1м кубический. Используется цемент м400.

Выбор щебня, какая фракция нам нужна

Щебень в данном случае играет роль заполнителя, материала создающего плотности всей застывшей смеси. В результате твердость увеличивается, так как твердость щебня выше твердости всех остальных компонентов.

Выбираю фракцию (размер) стоит учитывать где бетон будет применяться. Например для фундамента или бетонной подушки подойдет большая фракция, 5 см диаметром. Для монолитных работ используют более мелкую, 2-3 см., в этом случае получается более гладкая поверхность. Количество наполнителя составляет 450 кг/м3 готовой смеси.

Классификация по типу вяжущего

Вяжущее – это обязательный компонент бетонного раствора. От его характеристик зависят параметры будущего бетонного камня. ГОСТ 25192-2012 определяет классификацию бетонов по виду вяжущего:

• Цемент (портландцемент, шлаковый, пуццолановый и т.д.), применяется для приготовления растворов общего назначения;
• Известь гашеная улучшает качество смеси, пластичность, стойкость к влажности;
• Шлак повышает стойкость материала к сульфатам;
• Гипс вводят в бетон для приготовления штукатурок для внутренних работ, для изготовления предметов декора и несложных самонесущих конструкций;
• Специальные типы вяжущего – это полимеры сложной структуры, вводимые в раствор для приобретения материалом необходимых специфичных качеств.

На практике вяжущие компоненты комбинируют для корректировки отдельных свойств бетона.

Технология приготовления

Газобетон изготавливается путем добавления газообразующих примесей, способствующих расширению раствора и образованию внутри него ячеек с газом. Ширина ячеек составляет 1-2 мм. Все пространство между порами занимает раствор. Пенобетон готовится по похожей технологии, только средством, служащим для создания пор, является пенообразователь. Заранее приготовленная пена смешивается с раствором. Конечный продукт после застывания получает пористую структуру.

Пену готовят путем взбивания воды с пенообразующим жидким канифольным мылом на основе животного клея. Компоненты для пенобетона смешивают внутри специальных устройств, после чего получившийся раствор закладывают в формы, отправляют в автоклавные печи либо пропарочные камеры.

Схема технологии производства.

Внутри печей раствор под большим давлением пара раскаляется до высочайших температур, достигающих практически двухсотой отметки термометра. Такие манипуляции содействуют активной связи кремнеземистого материала с гидроксидом кальция. Итоговым результатом получается гидросиликат кальция с высокой прочностью, долговечностью.

Газобетон производится посредством смешивания цементного песка, кремнеземистых веществ, воды. Иногда сюда же вводят известь. Хорошенько перемешав состав, к нему присоединяют газообразователь, в роли которого выступает алюминиевая пудра либо пергидроль.

Больше пользуется спросом первый вариант газообразователя, имеющий консистенцию тонкодисперсного порошка. Возникновение пор здесь осуществляется благодаря взаимосвязи алюминиевой пудры и гидроксида кальция. При этом возникает химическая реакция, способствующая вспениванию цементного раствора, который по окончании застывания получает пузырчатую структуру.

Приготовленный раствор газобетона заливается в металлические формы. Технология заливки заключается в том, чтобы формы наполнились до верха по окончании вспенивания смеси. После этого материал помещают внутрь автоклавных печей, где под воздействием пара, большого давления, очень высоких температур он стремительно твердеет. Данный метод обработки обогащает конечный продукт высоким коэффициентом прочности, а также позволяет вместо цемента использовать известь, и получить при этом газосиликатные изделия.

Бетоны с крупнопузырчатой структурой изготавливаются из цементного порошка, крупного наполнителя, которым может выступать гравий либо щебенка, а также воды. Как правило, сей раствор идет без песка, и называется беспесчаным. Однако иногда песок в очень малых дозах добавляют к содержимому строительного состава. Такой тип смеси называют малопесчаным.

Модификаторы свойств готового бетона

Завершают наш список добавки, способные наделять затвердевший бетон определенными свойствами. В частности, имеется в виду гидрофобизация и биоцидная стойкость.

Гидрофобизаторы

На фото – бетон, не впитывающий воду

Данный тип присадок дает капиллярам в бетоне водоотталкивающие свойства. Для изготовления таких добавок используют два класса веществ: кремнийорганические соединения в виде сухого вещества или водного раствора и нерастворимые в воде силаны, силиконы, силоксаны.

Добавок этого типа  на рынке представлено большое количество. Вы можете отыскать продукцию как отечественного, так и зарубежного производства.

Гидрофобизатор ГЖ 136-41

Возьмем в качестве примера гидрофобизатор ГЖ 136-41. Его добавление в раствор даст бетону следующие свойства:

• Пятикратное увеличение морозостойкости;
• Двукратное увеличение коррозионной стойкости;
• Отсутствие высолов;
• Высокую водонепроницаемость;
• Меньший расход вяжущего;
• Ускоренное твердение.

Биоцидные присадки

Смысл данных модификаторов ни для кого не секрет. Многие думают, что микроорганизмы не способны нанести вред бетону, но это совсем не так.

Биокоррозия бетона

• Бактерии и грибки, живущие на бетоне, постоянно выделяют органические кислоты, которые приводят к карбонизации материала и его ускоренному разрушению.
• Также микроорганизмы могут воздействовать на металлическую арматуру в толще бетона.
• Именно поэтому при приготовлении бетона в его состав вводят биоцидные добавки.

Если хотите подробнее узнать о подборе данного вида добавок можете прочесть текст вышеупомянутого ГОСТа.

В зависимости от применения различают бетоны:

1. обычный для железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, балок, перекрытий, сводов, мостов и т. п.);
2. гидротехнический для плотин, шлюзов, облицовки каналовбетон для водопроводно-канализационных сооружений (труб, резервуаров, колодцев и пр.);
3. бетон для стен зданий (главным образом легкий бетон) и легких перекрытий;
4. теплоизоляционный — особо легкий (пено- и газобетон);
5. бетон для полов (в том числе стальбетон), дорожных в аэродромных покрытий;
6. бетон для фортификационных сооружений;
7. бетоны специального назначения, например: кислотоупорный, жароупорный, рентгенонепроницаемый (баритовый бетон) и др.

Обычный (тяжелый) и легкие бетоны, чаще всего применяемые в промышленном, гидротехническом и жилищном строительстве. Остальные виды бетонов описаны кратко, более подробные данные о них имеются в специальной литературе.

Основные требования к бетонам

В зависимости от назначения бетоны должны удовлетворять определенным требованиям:

• бетоны для обычных железобетонных конструкций должны иметь заданную прочность (главным образом при сжатии);
• для сооружений, находящихся на открытом воздухе, важна еще морозостойкость;
• бетоны для гидротехнических сооружений должны обладать высокими плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, достаточной прочностью, малой усадкой и выделять возможно меньше тепла при твердении, стойкостью против выщелачивающего действия фильтрующих вод и в ряде случаев стойкостью по отношению к действию минерализованных вод;
• от бетонов для стен отапливаемых зданий и легких перекрытий требуются небольшие объемный вес и теплопроводность, а также прочность в соответствии с расчетом;
• бетоны для полов должны характеризоваться малой изнашиваемостью и достаточной прочностью при изгибе;
• бетоны для дорожных и аэродромных покрытий — кроме того, морозостойкостью;
• бетоны для фортификационных сооружений должны обладать высоким сопротивлением удару и взрыву;
• от бетонов для специальных конструкций требуется химическая стойкость, непроницаемость для различных жидкостей и газов, жаростойкость и т. п.

Кроме того, ставятся следующие требования:

• до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться и укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью);
• бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода сооружения в эксплуатацию;
• составы бетона должны быть экономичными, расход цемента и стоимость бетона — минимальными.

Получить бетон, удовлетворяющий всем поставленным требованиям, можно при правильном подборе материалов для бетона, точном расчете его состава, при тщательных механизированных приготовлении, укладке и уплотнении бетонной смеси, а также правильном уходе за уложенным бетоном в начальный период его твердения