Тяжелый бетон — свойства и преимущества

data-ad-format="link">

Тяжелый бетон — это один из самых актуальных стройматериалов в условиях современного строительства. Его применяют в основном при возведении сборных конструкций и монолитных зданий. Также из материала такого типа, дополненного арматурой, производят множество железобетонных изделий: дорожные плиты, блоки для фундамента, плиты перекрытия, сваи, ЖБК и др.

Преимущества материала

Тяжелая бетонная смесь завоевала большую популярность благодаря следующим достоинствам:

  • уникальная прочность после высыхания;
  • ценовая доступность;
  • высокая плотность;
  • практичность;
  • долговечность;
  • удобство укладки, а также подачи материала.

Состав смеси

Главные компоненты тяжелой бетонной смеси представлены цементом, водой (без примесей щелочей и кислот), специальными добавками, заполнителями и чистым песком (фракции от 0,14 до 5 мм). При добавлении в цементную смесь песка она считается мелкозернистой и может называться пескобетоном.

В качестве крупных и мелких бетонных заполнителей применяются горные плотные породы типа известняка, кварцевого или полевошпатного песка, песчаника, гравия или щебня.

Прочностные характеристики материала обеспечиваются вяжущими веществами, представленными портладцементом, а также его разновидностями: пластифицированным, быстротвердеющим, гидрофобным или сульфатостойким материалом.

Тяжелый бетон

Плотность тяжелого бетона обеспечивается за счет правильного подбора пропорций компонентов смеси, а его прочность также напрямую зависит от активности цемента, условий и сроков отвердения.

Качественное различие и количественное соотношение заполнителя, цемента и зоны контакта, образованной между ними, являются основополагающими при определении полезных свойств, плотности и структуры материала.

Соотношение компонентов

Как правило, тяжелую бетонную смесь изготавливают, применяя такие пропорции: 2 части песка (чаще всего берется крупнозернистый), 1 часть бетона (предпочтение отдается маркам с высоким индексом), 4 части заполнителя и около 0,8 части воды.
Иногда пропорции могут незначительно отличаться, но в основном состав цементной смеси рассчитывается на 1 м3 и представлен в следующих соотношениях:

Класс прочности Цемент, кг Песок, кг Щебень, кг Вода, л
В 15 260 900 1084 155
В 20 320 860 1040 165
В 22,5 360 830 1040 165
В 25 420 795 1000 175
БСГ В 30 470 760 1000 175

Классификация

Говоря о целях применения тяжелого бетона, его делят на гидротехнический (применяется в условиях высокой влажности); железобетонный (необходим для сооружения перекрытий и ЖБ блоков); дорожный (может эксплуатироваться при высоких нагрузках); литой (изготовленный на основе специальных пластификаторов и застывающего в течение короткого промежутка времени цемента).

Тяжелый бетон

Также тяжелый бетон может быть кислотоупорным, высокопрочным (делающим смесь с максимально высокими показателями плотности), жаростойким (часто используется для производства печей промышленного типа), мелкозернистым или декоративным (применяется для отделки фасадов, тротуаров или бордюров).

Класс бетона – показатель его качества, должен варьироваться от 95 до 100%, (обозначается, как правило, индексом 0,95).

Важными параметрами считают также класс бетонной смеси по прочности на осевое растяжение, а также класс смеси на сжатие, согласно которому тяжелый бетон можно классифицировать следующим образом:

  • марки М50 и М100 (применяются для некоторых работ при ландшафтном обустройстве территории);
  • М150 (используется для стяжек и отмостков);
  • М200 (активно используется при реставрации, для фундаментов, лестниц и площадок);
  • М250, М300 (применяют в основном для возведения монолитов и конструкций);
  • М350 (эксплуатируется при строительстве аэродромных плит);
  • М400 (используют для гидросооружений, строительства мостов и хранилищ для банков);
  • М500 и М600 (эти марки лежат в основе метростроительных процессов).

Согласно статистике, марки с более высоким значением (до 800 кгс/см2) применяются крайне редко.

Материалы для изготовления тяжелого бетона отличаются индивидуальными техническими параметрами. Особенности смеси некоторых марок можно рассмотреть в таблице:

Марка (прочность) Название (класс прочности) Подвижность Влагонепроницаемость (W) Устойчивость к морозу (F) Объемная масса
М 200 В 15 П2 6 200 2400
М 250 В 20 П3 6 200 2390
М 300 В 22,5 П3 8 300 2400
М 350 В 25 П4 8 300 2395
М 400 БСГ В 30 П4 10 300 2410

Учитывая то, что сжимается цементная смесь гораздо лучше, чем работает на растяжение, при изготовлении железобетонных изделий ее часто усиливают арматурой из стали.

Технические параметры

Качество раствора оценивают по определенным параметрам с учетом свойств, присущих тяжелому бетону.

Огнеупорность

Устойчивость к воздействию огня является для тяжелого бетона важным показателем. Так в случае его нагревания примерно до 500 градусов происходит процесс разрушения, а если нагреть его до 200 градусов, то материал снизит свою прочность почти на 30%.

Водостойкость

Невосприимчивость материала к проникновению в него влаги обозначается индексами от W2 до W20.

Параметры бетона

Это значит, что тяжелый бетон определенных марок можно гарантировано применять даже при сооружении подводных каналов и мостов.

Температурное расширение

Идеально, чтобы при нагревании бетона расширение было не очень большим, это предотвратит растрескивание материала. Для тяжелых бетонов коэффициент температурного расширения не должен превышать 0,5.

Устойчивость к морозам

Морозостойкость раствора важно учитывать при возведении ограждающих конструкций, мостов, а также в строительстве аэропортов, гидротехнических и дорожных сооружений. Определяется индексом F и варьируется от 50 до 1000.

Прочность

Качественнее всего тяжелые бетоны проявляют свое сопротивление в случае сжатия. По этому критерию смеси делят на классы с индексом В: от 3,5 до 60.

При сжатии смеси по оси марка бетона обозначается буквой М и значения варьируются в рамках от 50 до 1000.

Также стоит обращать внимание на пористость материала. Желательно, чтобы объем, занятый порами, не превышал 15%.

Прочность бетона

Нельзя игнорировать сроки затвердения бетонной массы. Что качается стандартных марок – то срок их застывания составляет около 28 суток. При условии эксплуатации быстросохнущего материала время сокращается примерно до недели. Если применять бетонную смесь с замедленным сроком застывания или использовать метод длительного бетонирования, то бетон может затвердевать в течение 180 дней. В промышленных условиях для ускорения процесса применяют метод отвердения с пропариванием.

Качество тяжелого бетона напрямую зависит от его технических характеристик.

Особенности технологии замеса

Самая главная задача при изготовлении тяжелых растворов – сохранить баланс, удерживаемый между подвижностью и прочностью смеси. Важнейшее соотношение «вода/бетон» напрямую влияет не только на прочность и плотность, но и на устойчивость смеси к морозу. Также очень важно не перелить воды сверх меры.

Приготовление бетонной смеси

Алгоритм изготовления тяжелого бетона своими руками состоит из следующих процессов:

  1. Подготавливается емкость, в которой будет производиться замешивание бетона.
  2. Наливается необходимое количество воды.
  3. Непрерывно помешивая состав, в емкость постепенно вводят песок, цемент и выбранный заполнитель.
  4. Не переставая перемешивать массу, в нее добавляют пластификаторы и различные добавки, которые выбирают, исходя из целей строительства.
  5. Замешивание раствора продолжается до получения однородного состава, лишенного комков.

Приготовление бетонной смеси

Работа по изготовлению тяжелого бетона считается трудоемкой и требующей некоторых навыков. Заполнители, добавленные в смесь, делают ее тугой и тяжелой для замеса. Это следует учитывать в случае необходимости получения бетона в большом объеме.

Идеальным вариантом считается покупка материала, изготовленного промышленным методом с соблюдением ГОСТов.

Помощь в расчете состава

Расчет сырья, необходимого для производства полноценного тяжелого бетона, считается сложной и важной задачей, от правильности решения которой будет во многом зависеть результат стройки.
Можно воспользоваться уже готовыми таблицами, разработанными специалистами на основании длительного практического опыта.

Примерное соотношения щебня (Щ), песка (П) и цемента (Ц) марки М400, можно определить по следующей таблице:

Марка бетона Кол-во бетона, полученное из 10 л цемента (л) Состав объема цемента из расчета на 10 л (П/Щ) Общий массовый состав (Ц/П/Щ) (кг)
450 29 10/22 1/1,½,5
400 31 11/24 1/1,2/2,7
300 41 17/32 1/1,9/3,7
350 43 19/34 ½,1/3,9
200 54 25/42 ½,8/4,8
150 64 32/50 1/3,5/5,7
100 78 41/61 ¼,6/7

Иногда с целью достижения более надежного результата полученные пропорции можно менять (уменьшать или увеличивать).

Довольно часто неопытные строители используют специальные компьютерные программы, с помощью которых можно с высокой степенью точности быстро произвести подбор состава тяжелого бетона: количество основных и вспомогательных материалов, необходимых для замеса цементной смеси.