Бетон виды и назначение. Виды бетона по назначению и их применение в строительстве. Наиболее прочным считается бетон M550

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в случае необходимости — специальных добавок. Бетонная смесь - это смесь из указанных выше компонентов до начала затвердевания.

Классифицируют бетоны по следующим основным признакам: назначению, средней плотности, виду вяжущего, виду заполнителей, по структуре и условиям твердения.

По назначению различают следующие бетоны: обычный бетон, гидротехнический бетон, бетон для транспортного строительства, дорожный бетон, жаростойкий бетон, конструкционно-теплоизоляционный бетон, коррозионностойкий бетон.

• Обычным, или общестроительным , называют бетон, к которому не предъявляют особых требований.
• К гидротехническим относят бетоны, применяемые для возведения гидротехнических сооружений (плотин, водорегулирующих, водозаборных и других сооружений).
• Бетоны для транспортного строительства предназначены для возведения мостов, виадуков, путепроводов, эстакад, водопропускных труб и регуляционных сооружений на железных и автомобильных дорогах.
• Дорожным называют бетон, применяемый в покрытиях дорог, аэродромов и других подобных сооружениях.
• Жаростойкие бетоны применяют для изготовления конструкций, которые в условиях эксплуатации подвергаются постоянному или периодическому воздействию температур выше 200 °С.
• Конструкционно-теплоизоляционные бетоны предназначены для железобетонных конструкций, к которым предъявляют требования, как по несущей способности, так и по теплоизоляционным свойствам.
• Коррозионно-стойкими называют бетоны, способные в условиях эксплуатации противостоять действию агрессивных сред.

В зависимости от средней плотности различают особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие бетоны.

• Особо тяжелые бетоны со средней плотностью более 2500 кг/м 3 изготовляют на особо тяжелых заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунная дробь, обрезки стали). Эти бетоны применяют для изготовления специальных конструкций, например при сооружении зданий атомных электростанций, для защиты от радиоактивного излучения.
• Тяжелые бетоны со средней плотностью 2000-2500 кг/м 3 изготовляют на плотном песке и крупном заполнителе из плотных горных пород и используют во всех несущих конструкциях.
• Легкие бетоны со средней плотностью 500-2000 кг/м 3 изготовляют на пористом крупном заполнителе и пористом или плотном мелком заполнителе. Их используют, в основном, для производства ограждающих или несущих конструкций.
• Особо легкие бетоны (ячеистые) со средней плотностью менее 500 кг/м 3 делают на основе вяжущего вещества и порообразователя. Применяют в качестве теплоизоляционного материала в виде плит, скорлуп и других изделий.

По виду вяжущего бетоны подразделяют на цементные, на известковых вяжущих, гипсовые, шлакощелочные, полимерные.

• Цементные бетоны изготавливают на портландцементе и его разновидностях, на глиноземистом цементе. Они обладают универсальными свойствами. Их применяют для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений.
• Бетоны на известковых вяжущих изготавливают на извести, кварцевом песке, шлаке, золе, активных минеральных добав-ках. Бетоны на извести и кремнеземистом компоненте, твердеющих при автоклавной обработке, называют силикатными. Наибольшее распространение имеют силикатные бетоны на кварцевом песке. Применяют их в промышленности и гражданском: строительстве для изготовления стеновых блоков, панелей, облицовочных плит; ячеистые бетоны, кроме того, применяют для устройства теплоизоляции.
• Гипсовые бетоны изготавливают на основе гипсовых вяжущих: строительного, высокопрочного (технического), высокообжигового. Эти бетоны имеют низкую водостойкость. Их применяют, в основном, для изготовления перегородочных плит и панелей, эксплуатируемых в сухой среде. Более водостойки бетоны на гипсоцементно-пуццолановом вяжущем, которые применяют для изготовления сантехкабин и даже для наружных стен.
• Шлакощелочные бетоны изготавливают на шлакощелочных вяжущих — доменном гранулированном или электротермофосфорном основном шлаке и щелочном компоненте — соде, поташе, жидком стекле и др. Применяют их для изготовления любых конструкций.
• Полимерные бетоны изготавливают на полимерных связующих — полиэфирных, эпоксидных и других смолах. Их применяют для эксплуатации в агрессивных средах. Бетоны на смешанном связующем называют полимерцементными; бетоны, пропитанные полимерами, — бетонополимерами.

По виду применяемых заполнителей в бетонах они бывают на плотных, пористых и специальных заполнителях.

• Бетоны на плотных заполнителях изготавливают на заполнителях из горных пород или отходов промышленности со средней плотностью более 2000 кг/м 3 . Например, гранитный щебень, металлургические шлаки,
• Бетоны на пористых заполнителях изготавливают на заполнителях со средней плотностью менее 2000 кг/м 3 . Это специально изготавливаемые заполнители — керамзитовый гравий и песок, аглопоритовый щебень и песок и др. или получаемые из горных пористых пород — туфов, известняков и др. Сюда относят также бетоны с пористыми крупными и плотными мелкими заполнителями, бетоны на органических заполнителях (арболиты).
• Бетоны на специальных заполнителях изготавливают на заполнителях, получаемых из материалов, придающих бетонам определенные свойства. Так, заполнители из железных руд лимонита, гемотита, имеющие повышенную плотность, поглощают радиоактивные лучи. Их применяют в бетонах для защиты от радиоактивных излучений. Жаростойкие бетоны изготавливают, используя бой керамических изделий, шамотный щебень и песок.

По крупности зерен заполнителей различают бетоны мелкозернистые и крупнозернистые.

• Мелкозернистым считается бетон, в котором размеры зерен крупного заполнителя не крупнее 10 мм.
• В крупнозернистом бетоне размеры зерен крупного запол-нителя более 10 мм.

В зависимости от характера структуры выделяют следующие виды бетонов.

• Бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом. Допустимый объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси не превышает 6%.
• Крупнопористые бетоны (беспесчаные или малопесчаные), в которых значительная часть объема межзерновых пустот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.
• Поризованные бетоны , в которых пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пенообразующими или газообразующими добавками.
• Ячеистые бетоны — бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, токодисперсного кремнеземистого компонента и породообразующей добавки.

По условиям твердения бетоны подразделяют на:

• бетоны естественного твердения , твердеющие при температуре 15-20 °С и атмосферном давлении;
• бетоны, подвергнутые с целью ускорения твердения тепловой обработке (70-90 °С) при атмосферном давлении;
• бетоны, твердеющие в автоклавах при температуре 175-200 °С и давлении пара 0,9-1,6 МПа.

Бетон - это очень хорошо перемешанная и уплотненная масса, которую получают из специального материала (цемента) с добавлением воды в особо точных пропорциях, что впоследствии затвердевает до каменного состояния.

Изложенные виды бетонных смесей в данной статье, являются самыми распространёнными на сегодняшний момент. Ознакомившись с которыми, вы сможете узнать для себя много нового.

В нашем двадцать первом столетии разнообразие бетона просто зашкаливает. Его применяют при строительстве самых различных объектов. Например, для создания фундамента зданий, перекрытий для подвалов, защиты уже нанесённых бетонных смесей от различных внешних факторов, для конструирования лестниц, создания несущих конструкций, стен и так далее.

Внимание ! Затраты на бетонные материалы часто составляет 15-20 % от стоимости всего здания, притом что это без учета затрат бетона на стены. Исходя из этого, можно сделать вывод, что подбор бетона - это важнейшая составляющая строительства.

Немаловажным фактором являются процессы приготовления и нанесения бетона. Но в данной статье мы поговорим не об этом, а о том, какие бывают типы бетонов и с чем это связано.

Бетон, чаще всего, применяют при строительстве различных помещений. Строительством занимается очень мало специалистов своего дела, особенно если хозяин решается возвести дом самостоятельно, не являясь профессионалом в сфере строительной индустрии. Зачастую, не знакомясь предварительно со всей «палитрой» при выборе бетонных смесей, он тем самым подвергает свою будущую постройку к преждевременному разрушению, деформациям и малой прочности при всевозможных внешних воздействиях на объект. Важно помнить, что правильный выбор бетонной смеси - это пятьдесят процентов успеха при строительстве здания. Сделав прочным его основание, вы будете уверены в надежности на долгие годы!

До момента затвердевания, полученная консистенция из песка, воды, гравия и цемента является бетонной смесью. Главными показателями среди преимуществ бетона являются его превосходная устойчивость к нагрузкам, на сжатие и растяжение.

Но и этого недостаточно, чтобы использовать один только бетон для построения конструкций, которые будут рассчитаны на высокие нагрузки. Для увеличения показателей его прочности используют арматуру, что отлично поглощает всевозможные растягивающие силы, которые могут воздействовать на бетонную конструкцию. Комбинирование арматуры и бетона называют железобетоном.

Случается, что даже этого недостаточно, когда в результате сверхвысоких нагрузок могут образовываться трещины. Для таких ситуаций строители разработали способ «предварительного напряжения бетона». Его суть состоит в том, что залитую бетонную массу, которая подвержена растяжению, обжимают натянутой арматурой. В результате все силы растяжения, действующие на конструкцию, будет воспринимать арматура, а не бетон.

Важно ! Стоит отметить, что использование такой конструкции в строительстве не только увеличивают прочность зданий, она также значительно снижают расходы на арматуру.

Классификация бетона

Бетон классифицируют по усредненной плотности на один кубический метр и подразделяют на:

• сверхтяжелый - свыше 2450 кг/м 3 . Сверхтяжелый бетон производят из таких материалов, как магнетит и гематит. Это рудные породы, что измельчаются до состояния опилок, стружек и окалины. Подобный материал применяют только при строительстве атомных электростанций, для защиты помещений от радиационного излучения;
• тяжелый - от 1700 до 2400 кг/м 3 . Тяжелые бетоны - это наиболее популярный вид смеси, он обладает высокой популярностью при строительстве подземных и несущих конструкций, а также при возведении простых стен, перегородок и фундамента. В качестве главного компонента данной смеси выступает щебень из горных пород, таких как известняк, диабазит, гранит и др.;
• легкий - от 250 - 1700 кг/м 3 . К группе легкого бетона относятся смеси, в состав которых входят пористые заполнители (как искусственные, так и естественные), иногда даже и без заполнителя, при использовании искусственных замкнутых пор внутри бетонной смеси. Обычно легкие бетоны применяют как прочную теплоизоляционную конструкцию в частных домах;
• сверхлегкий - до 450 кг/м 3 . Сверхлегкие бетонные смеси, как правило, выступают в роли теплоизоляционного ячеистого бетона, обладающего большим количеством пор, созданных на основе лёгких пористых заполнителях. Подобного рода бетонные конструкции выделяются за счет высокой теплоизоляции и могут применяться не только для теплоизоляции стен, полов или потолков, но и как целостная конструкция от воздействия внешних температурных факторов.

Разновидность бетона относительно своей структуры

На современном рынке бетонные смеси можно встретить со следующими структурами:

• уплотненной. Уплотненная - это структура, в которой стараются достичь максимального заполнения пространства в самом бетоне, т.е. не оставить свободных зон, которые могли бы снижать плотность и твердость материала. Подобного рода бетон производят из крупных и мелких заполнителей и плотного связывающего вещества.
• пористой. Пористая структура заполняется связывающим веществом в пористом состоянии. Применяют при строительстве стен и фасадов.
• ячеистой. Ячеистой структурой принято считать бетонную смесь, в состав которой не входят никакие заполнители. Вместо этого, ее наполняют большим количеством искусственных пород в форме замкнутых ячеек, наполненных воздухом. Эта структура широко применяется при строительстве одноэтажных домов.
• сверхпористой. Структура такого рода выступает только в виде одного крупного заполнителя, без применения песчаных пород.

Видео на тему какие бывают виды бетонов:

Разновидность бетона относительно связывающего вещества

Если рассматривать классы бетона по его внутренним наполнителям, то можно выделить следующие:

1. на основе цемента. Цементный бетон - это смесь на основе клинкерного, портландского, шлакопортландского и пуццоланового цементов. Это самый распространений тип бетона. Его применяют при строительстве многоэтажных построек;
2. силикатные смеси. Бетон из таких смесей получают на основе вяжущих известняков. При производстве данного вида применяют автоклавы, где бетон подвергают термообработке для увеличения его силовых показателей;
3. гипсовые смеси. Этот вид бетонных смесей обладает высокой водопоглотимостью. Подобного рода бетон применяют при строительстве внутренних стен и потолков. Также стоит отметить, что он является бюджетным материалом;

1. шлаково-щелочная смесь. Бетоны на основе шлаковой щелочи выступают в качестве связывающего вещества. В такой смеси используются перемолотые шлаки. Этот материал обладает высокой устойчивостью к суровым внешним условиям;
2. полимерные смеси. В бетонных смесях на основе полимерных компонентов, главными связывающим компонентом являются: эпоксидные, полиэфирные и фурановые смолы. Смеси на этой основе не рационально применять для жилых или офисных зданий;

   Важно ! Подобного рода материал используют исключительно при строительстве заводов, занимающихся химической промышленностью и переработкой металлов. Там, где необходима высокая износостойкость и устойчивость к всевозможным тепловым условиям.

3. специальные бетонные смеси. Такие смеси производят с добавлением компонентов на водной основе полимеров, что выступают в качестве затвердевающего компонента при его применении. Используемые полимерные компоненты являются отличным связывающим веществом. Они усиливают скрепление элементов в теле бетона. Подобного рода смеси отлично сопротивляются растяжению, морозостойкости и могут похвастаться превосходными водоотталкивающими свойствами.

Разновидность бетона относительно области применения

Исходя из всей многогранности строительной индустрии, бетоны, также делаться относительно целей, для которых они предназначены. Они бывают:

1. конструкционные - это смеси предназначены для общего применения. Обычно применяются в виде несущих конструкций зданий и перекрытий. Они способны противостоять высоким силовым нагрузкам. Главным достоинством этого вида является высокая прочность, устойчивость к деформациям и возможность использования при экстремально низких температурах;
2. конструкционно-теплоизоляционные смеси. Эти материалы широко применяют в наружных конструкциях, а именно при строительстве ограждений и фасадов. Главной особенности этого бетона является высокая теплозащита;
3. теплоизоляционные бетонные смеси. Этот вид смеси применяют для зданий и заводов, в основном заводов, где необходимо обеспечить высокое термическое сопротивление для ограждающих конструкций при его небольшом слое. При этом данный тип не применяют в качестве несущей конструкции, теплоизоляционные бетоны наносят поверх уже установленных бетонных конструкций;
4. Гидротехнические - это бетонные смеси, которые применяют для обеспечения высокой плотности, водонепроницаемости, морозостойкости и стойкости к суровым внешним условиям. Данного рода бетон весьма распространен в северной части страны, где его применяют для строительства жилых домов;
5. дорожные бетонные смеси. Это вещества, применяемые для нанесения в качестве верхнего слоя на дороге, а также на взлетно-посадочной площадке в аэропортах. Данный класс бетона обладает высокой устойчивостью к деформациям и трещинам. Не разрушается под воздействием перепада температур;
6. Химически устойчивые смеси. Бетонные смеси такого рода устойчивы к воздействию солей, кислот и щелочей. Вместе с этими уникальными показателями, данный вид бетонной смеси, может похвастаться высокой износостойкостью под воздействием всевозможных химических соединений и паров. Данный вид бетона по своей сути служит в качестве изоляционного материала. Его наносят на уже готовый слой бетона;

   Важно ! Его нельзя использовать в качестве материала для несущих конструкций.

7. Термостойкие. Эти смеси сохраняют в необходимых рамках требуемые физико-механические показатели, даже при продолжительном воздействии на них повышенной температуры. В основном применяются для производственных объектов в качестве несущей конструкции, что могут подвергаться высоким температурам в ходе работы.
8. Декоративные бетонные смеси. Этот материал используют для фактурной обработки при отделочных работах на внешней поверхности зданий. Подобного рода бетонные конструкции обязаны соответствовать выбранному цвету, фактуре. А также должны обладать повышенной устойчивостью к атмосферным изменениям.

Итог

Хочется отметить, что ввиду такого большого разнообразия бетонных смесей, стоит задуматься на счет того, как правильно ее подобрать. Не стоит делать необдуманную покупку. Прежде всего, определитесь с целями, для которых вам необходима бетонная смесь, потом с условиями, в которых она будет использоваться, а затем обратите внимание на показатели прочности и деформации. Если учесть эти три аспекта при подборе бетонной смеси, то в таком случае неверный выбор у вас просто не получиться, и вы останетесь довольны покупкой на долгие годы.

Бетон – это один из базовых строительных материалов, без которого нельзя обойтись ни на одной строительной площадке. На его основании производятся фундаменты, перекрытия, перемычки и множество других конструкций. Они ценятся за прочность и долговечность. Но для производства разных конструкций потребуется применение различных видов бетона. Например, в разных ситуациях потребуется различная прочность, уровень устойчивости к влаге и другие показатели. Именно поэтому на сегодняшний день практикуется производство разных видов бетона .

Классификация и свойства бетонов

Использование различных соотношений компонентов входящих в состав бетона, а так же добавления различных добавок в бетон и использование различных связующих веществ, позволяет получать бетонную смесь, подходящую под определенные требования, устанавливаем заказчиком бетонной смеси.

На бетонном заводе, этим занимаются специально обученные люди, технологи, которые контролируют качество производимой бетонной смеси и при необходимости изменяют ее состав, для того что бы бетонная смесь отвечала всем стандартам и требованиям, при различных внешних условиях. Они могут регулировать такие важнейшие характеристики бетонной смеси, как: морозостойкость бетона, плотность бетона, водонепроницаемость бетона, марка бетона и многие другие.

В этой статье мы расскажем по каким принципам осуществляется классификация бетона и от чего она зависит.

На сегодняшний день существует несколько принципов классификации бетона:

1. По функциональному назначению

Тип бетонной смеси в первую очередь зависит от будущего предназначения и типа эксплуатации возводимой конструкции из бетона. В зависимости от требований используют необходимые бетонные смеси. Обычно рассматриваются вопросы связанные с различными экстремальными условиями эксплуатации ЖБИ, например может требоваться повышенная устойчивость к сульфату, а так же огнеупорность, или устойчивость к вибрациям и.т.д.

Таким образом, по этому показателю отличают бетон общего назначения и бетон специального назначения , а так же бывает гидротехнический бетон и специальный бетон используемый для строительства аэродромов .

• Бетон общего назначения используется для строительства фундаментов, плит перекрытий, различных балок и всевозможных колонн, и других железо-бетонных конструкций.
• Бетон специального назначения применяется при строительстве: мостов, дорог и других конструкций, при использовании которых материал будет подвергаться особым условиям использования, например такой специальный бетон используется при возведении корпусов атомных станций, для предотвращения утечек радиации, так же бывает бетон устойчивый к огню и воздействию различных кислот.
• Гидротехнический бетон используется при возведении дамб, гидроэлектростанций, водонапорных конструкций.

Прочность бетона — это так же одна из важнейших технических характеристик бетона, которая в принципе не зависит от классификации бетона. Прочность бетона зависит от количества добавляемого вяжущего вещества и типа используемого заполнителя. Чем больше цемента добавляется в бетонную смесь, тем соответственно выше получается марка (класс) бетонной смеси. Чем прочнее заполнитель, тем прочнее будет бетон.

2. По типу связующего вещества

По типу связующего вещества. Тип вяжущего напрямую влияет как на прочность, так и на другие потребительские свойства.

Тип связующего вещества — очень важен для определения различных качеств и свойств бетона. По этому признаку отличают силикатный, гипсовый, шлакощелочный, цементный, полимербетон и другие специального предназначения.

Так же используются и комбинирование, обычно смешивают не более 2-3 вяжущих веществ. Такое комбинирование позволяет некоторые особенные свойства бетонной смеси, которые иногда могут понадобиться, например для изготовления различных сухих штукатурных смесей.

Но давайте рассмотрим каждый бетон по порядку:

Силикатный бетон — производится с добавлением извести. Твердение и набор прочности такого бетона осуществляется автоклавным способом. Стоит отметить, что данный силикатный бетон используется достаточно редко.

Гипсовый бетон — производится данный бетон, как следует из названия на основе гипса. Данный тип бетона нашел широкое применение в строительстве внутренних межкомнатных перегородок, используется в возведении подвесных потолков, и.т.д.

Шлакощелочный бетон — производится из перемолотых шлаков, путем затворения щелочными растворами. Относительно недавно данный тип бетона, начал использоваться в строительстве.

Цементный бетон — наиболее широко распространенный и всем известный тип бетона. Производится цементный бетон из цемента. Портландцемент — самый популярный цемент используемый для производства цементного бетона, так же используются пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент. Сюда же входят и различные виды декоративных цветных цементов, различные виды безусадочных и напрягающих цементов.

Полимербетон — производится на миксованной связующей основе, из следующих компонентов: цемент, латекс и специальные смолы.

Специальный бетон — производится с использованием специальных связующих веществ. Если требуется огнеупорный и кислотоустойчивый бетон, то добавляют такой компонент как жидкое стекло, а из связующих веществ выбирают стеклощелочные, нефелиновые и шлаковые компоненты.

3.Классификация бетона по плотности

Классификация бетона по прочности (плотности). Плотность (прочность) бетона в первую очередь зависит от типа заполнителя. Заполнитель может быть пористым, плотным, а так же специального назначения. Также заполнители могут отличаться по фракции. Они также существенно влияют на основные свойства конечного продукта. Наиболее часто используются следующие виды: гравий, гранит, керамзит, диабаз, известняк. Именно от плотности зависит прочность на сжатие, водонепроницаемость и морозоустойчивость.

Классификация заполнителей для бетона и разновидности бетона по плотности:

Легкие бетоны — плотность которых от 500 кг/м3 и до 1800 кг/м3. Такие облегченные бетоны используют в качестве заполнителя керамзит (керамзитобетон), пемзе и другие заполнители с пористой структурой. Ячеистые бетоны, такие как газобетон и пенобетон, так же относятся к категории легких бетонов.

Тяжелые бетоны — плотность от 1800 кг/м3 до 2500 кг/м3. В таком тяжелом бетоне используются заполнители из камня горных пород: гранит и диабаз.

Особо тяжелые бетоны — плотность которых больше 2500 кг/м3 используют в качестве заполнителя металлическую стружку или железную руду.

4. По структуре бетона

По структуре отличают очень много видов бетона, как мы писали выше. Наиболее популярными среди них являются плотный, ячеистый, крупнопористый.

5. По условиям затвердевания

Различают бетон по условиям затвердевания. По такому показателю отличают бетоны, затвердевающие естественным путем и при особых условиях (например, в условиях повышенного давления или при высокой температуре).

Таким образом, на сегодняшний день разработано чрезвычайно широкое разнообразие видов бетона используется ГОСТ классификация бетонов , которые могут быть использованы с разными целями и для разных строительных объектов. Чтобы правильно сориентироваться в столь широком разнообразии, нужно обратиться за помощью к квалифицированному специалисту.

Бетон (от фр. beton) -- строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например в асфальтобетоне).

В ХХI в бетон вошел как основной строительный материал, в значительной мере определяющий уровень современной цивилизации. Мировой объем применения бетона превысил 2 млрд.м?. Преимущества бетона - неограниченная сырьевая база и сравнительно низкая стоимость, экологичность, возможность применения в различных эксплуатационных условиях и достижения высокой архитектурно-строительной выразительности, доступность технологии и возможность обеспечения высокого уровня механизации и автоматизации технологических процессов - обусловливают привлекательность этого материала и его ведущие позиции на обозримую перспективу. Достижения бетоноведения и технологии бетона позволяют к настоящему времени проектировать бетон, изделия и конструкции с требуемыми свойствами, прогнозировать и управлять его свойствами. Бетон относится к числу наиболее универсальных материалов, позволяющих интенсивно использовать его во всех отраслях строительства.

Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т.д.). Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Соотношение вода/цемент (обозначается также В/Ц, водоцементное соотношение, иногда также применяется термин водоцементный модуль) -- очень важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц=0,2, однако, у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц 0,3-0,5. Очень распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает прочность бетона.

Бетон - классификация.

Бетоны классифицируют по трем основным показателям: виду вяжущего вещества, средней плотности и назначению. Благодаря применению различных рецептов состава смеси, введению тех или иных добавок для бетона, использованию специальных видов вяжущего и т.п. производители могут добиться от готовой смеси требуемых характеристик и параметров. Ещё на стадии расчета карты подбора состава бетонной смеси, технологи на производстве могут спрогнозировать - как поведет себя готовый раствор в той или иной ситуации. С довольно высокой точностью рассчитываются морозостойкость, водонепроницаемость, плотность, марка и другие важнейшие параметры будущего состава. Для того чтобы прогнозы оправдались, технологи должны учесть все возможные нюансы, отвечающие за качество будущего бетона. Давайте рассмотрим основные факторы влияющие на классификацию бетонных смесей.

Вид вяжущего вещества. Этот фактор - самый главный, в немалой степени определяющий свойства бетонной смеси. По вижу вяжущего смеси различают на силикатные, гипсовые, цементные, полимерцементные, шлакощелочные и специальные. Помимо этого существуют комбинированные виды смесей, затворенные на комбинации каких-то двух-трех вяжущих. Подобные миксы достаточно часто встречаются в виде штукатурных сухих смесей, которые в одном составе зачастую объединяют в себе цемент, гипс, известь и т.д. Впрочем, вернемся к нашим баранам. Итак, основные типы бетонов отличающихся по вяжущему.

Силикатные бетоны изготавливают на основе извести, применяя автоклавный метод твердения. Это довольно редкий тип смеси, малоиспользуемый на современном производстве.

Гипсовые бетоны (на основе, соответственно, гипса) применяются для возведения подвесных потолков, внутренних перегородок и элементов отделки. Одной из разновидностей этого вида смесей являются гипсоцементные-пуццолановые, характеризующиеся высокой степенью водостойкости. Их применяют в создании конструкций малоэтажных зданий и объемных блоков санузлов.

Цементные бетоны и растворы создают на основе цементных составов. Это самый широко распространенный тип бетона, наиболее широко применяющийся в строительстве. Основное место в этой группе занимает портландцемент с разновидностями. Следом идут бетонные смеси на пуццолановом цементе и шлакопортландцементе. Также к цементным бетонам относятся декоративные (создаваемые на белых и цветных цементах), смеси на напрягающем цементе, а так же на безусадочном и глиноземистом.

Полимерцементные бетоны изготавливают на смешанной связующей основе, которая состоит из цемента, латексов и водорастворимых смол.

Шлакощелочные бетоны получают из затворенных щелочными растворами молотых шлаков. Такие составы начали применяться в строительстве недавно. Специальные бетоны получают благодаря применению особых вяжущих средств. Например, для жаростойких и кислотноупорных бетонов применяется жидкое стекло, в качестве вяжущих используют нефелиновые, шлаковые и стеклощелочные элементы, получаемые из отходов некоторых видов промышленности.

Классификация бетонов по плотности - основные виды

На значение плотности прежде всего влияют характеристики крупного заполнителя (диабаз, гранит, гравий, доломит, известняк, керамзит и т.д). Плотность - это один из главнейших факторов, отвечающих за устойчивость бетонного элемента к сжатию, его морозостойкость, водонепроницаемость и т.д. По плотностным параметрам отличают следующие виды бетона:

Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Такие смеси получают на заполнителях из горных пород, таких как известняк, диабаз, гранит.

Особо тяжелые (свыше 2500 кг/м3). Их создают на стальных опилках либо стружках, барите или железной руде.

Легкие или облегченные (от 500 до 1800 кг/м3). Такие составы готовят на керамзите, пемзе, туфе и иных пористых заполнителях. К этому классу принадлежат ячеистые бетоны (в частности пенобетон, газобетон и т.п. пористые материалы), готовящиеся путем вспучивания вяжущего компонента, воды и тонкомолотой добавки, а также бетон крупнопористый на легких заполнителях.

Классификация по назначению

В зависимости от условий эксплуатации будущих железобетонных конструкций производители строительных материалов выпускают бетонные смеси тех или иных видов. Основной упор здесь делается на поведение будущего ЖБИ или монолитной конструкции в специфических условиях. Где-то требуется высокая сульфатостойкость, где-то огнестойкость, а где-то устойчивость к вибрации, ударным нагрузкам и т.д. Итак, в зависимости от условий работы будущей железобетонной конструкции выбираются следующие виды смесей.

обычный (для создания фундаментов, колонн, балок и плит перекрытий, других железобетонных конструкций);

гидротехнический (для облицовки каналов, шлюзов, плотин, канализационных и водопроводных сооружений);

для аэродромных и дорожных покрытий, тротуаров;

бетон специального назначения (для защиты от радиации, а также жароупорный и кислотостойкий).

Отдельно хотелось бы упомянуть такой важный параметр как прочность бетона. Этот параметр во многом зависит от количества вяжущего, вводимого в состав при затворении смеси. Чем больше цемента входит в состав смеси, тем выше марка и класс будущего бетона. Это один из важнейших параметров, учитываемый в любых типах и видах смесей, независимо от их классификации. подробней о марках бетона.

Классификация бетона

Бетон - искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжу­щего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гра­вия). Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью.

Бетоны классифицируют по следующим ведущим признакам: по основному назначению, виду вяжущего вещества и заполни­теля и по структуре.

По назначению бетоны бывают следующих видов:

конструк­тивные - для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаменты, колонны, балки, плиты, панели перекрытий и др.);

специальные - жаростойкие, химиче­ски стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоля­ционные и др.,

бетоны напрягающие, бетонополимеры, полимер-бетоны .

По виду вяжущего вещества бетоны бывают: цементные , из­готовленные на гидравлических вяжущих веществах - портланд-цементах и его разновидностях; силикатные - на известковых вяжущих в сочетании с силикатными или алюминатными ком-понетами; гипсовые - с применением гипсоангидритовых вяжу­щих и бетоны на шлаковых и специальных вяжущих материалах.

Бетоны изготовляют на обычных плотных заполнителях, на естественных или искусственных пористых заполнителях; кроме того, разновидностью является ячеистый бетон, представляющий собой отвердевшую смесь вяжущего вещества, воды и тонкодис­персного кремнеземистого компонента. Он отличается высокой пористостью до 80...90% с равномерно распределенными порами размером 3 мм.

В связи с этим бетоны классифицируют также по структуре: плотная, поризованная, ячеистая и крупнопористая.

По виду заполнителя различают бетоны: на плотных заполни­телях, пористых и специальных, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т. п.).

По показателям прочности при сжатии тяжелые бетоны име­ют марки от 100 до 800. Марка бетона - одно из нормируемых значений унифицированного рода данного показателя качества бетона, принимаемых по его среднему значению. К различным видам бетонов устанавливаются требования по показателям, характеризующим прочность, среднюю плотность, водонепрони­цаемость, стойкость к различным воздействиям, упругопластические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свой­ства бетонов.

Определенные требования предъявляются к материалам для приготовления бетона (вяжущим, добавкам, заполнителям), его составу и технологическим параметрам по изготовлению конст­рукций для их работы в конкретных условиях.

По показателям прочности бетона устанавливаются их га­рантированные значения - классы. В соответствии с СТ СЭВ 1406-78 бетоны, предназначенные для зданий и сооружений, Делят на классы В, основной контролируемой характеристикой которых является прочность при сжатии кубов размером 150Х XI50X150 мм и соответственно цилиндров размером 150X300 мм. Для перехода от класса бетона (МПа) при нормативном коэф­фициенте вариации 13,5% применяют формулу

R ср.бет = В/0,778.

Долговечность бетона оценивают степенью морозостойкости. По этому показателю бетоны делят на марки от F15 до F1500. Качество бетона оценивают по водонепроницаемости, которая определяется максимальной величиной давления воды, при кото­ром не наблюдается ее просачивания через контрольные образ­цы, изготовленные и испытанные на водонепроницаемость соглас­но требованиям действующих стандартов.

Материалы для тяжелого бетона(НАЧАЛО)!

Тяжелый бетон, применяемый для изготовления фундаментов, колонн, балок, пролетных строений мостов и других несущих эле­ментов и конструкций промышленных и жилых зданий и инже­нерных сооружений, должен приобретать определенную проч­ность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. При использовании в не защи­щенных от внешней среды конструкциях бетон должен иметь повышенные плотность, морозостойкость и коррозиестойкость. В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетона в сооружении предъявляются соответствующие требования к со­ставляющим его материалам, которые предопределяют его со­став и свойства, оказывают влияние на технологию производ­ства изделий, их долговечность и экономичность. Для приготовления тяжелых бетонов применяют портландце­мент, пластифицированный портландцемент, портландцемент с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент, быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) и др. Цемент выбирают с уче­том требований, предъявляемых к бетону (прочности, морозо­стойкости, химической стойкости, водонепроницаемости и др.), а также технологии изготовления изделий, их назначения и усло­вий эксплуатации.

Марку цемента выбирают в зависимости от проектируемой прочности бетона при сжатии:

Для приготовления бетонной смеси применяется питьевая, а также любая вода, не содержащая вредных примесей (кислот, сульфатов, жиров, растительных масел, сахара), препятствую­щих нормальному твердению бетона. Нельзя применять воды бо­лотные и сточные, а также воды, загрязненные вредными приме­сями, имеющие водородный показатель рН менее 4 и содержа­щие сульфаты в расчете на ионы SO 4 более 2700 мг/л и всех других солей более 5000 мг/л. Морскую и другую воду, содер­жащую минеральные соли, можно применять, если общее количе­ство солей в ней не превышает 2%. Пригодность воды для бетона устанавливают химическим анализом и сравнительными испыта­ниями прочности бетонных образцов, изготовленных на данной воде и на чистой питьевой воде и испытанных в возрасте 28 сут п ря хранении в нормальных условиях. Воду считают пригодной, если приготовленные на ней образцы имеют прочность не мень­ше, чем у образцов на чистой питьевой воде, К добавкам для бетонов относятся неорганические и органи­ческие вещества или их смеси, за счет введения которых в конт­ролируемых количествах направленно регулируются свойства бе­тонных смесей и бетонов либо бетонам придаются специальные свойства. В основу классификации добавок для бетонов положен эффект их действия. По этому признаку добавки для бетонов делят на следующие группы:

1. Регулирующие реологические свойства бетонных смесей. К ним относятся пластифицирующие, увеличивающие подвиж­ность бетонных смесей; стабилизирующие, предупреждающие расслоение, и водоудерживающие, уменьшающие водоотделение.

2. Регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов. К ним относятся добавки, замедляющие схватывание, ускоряющие схватывание и твердение, и противоморозные, т. е. обеспечивающие твердение бетона при отрицательных темпера­турах.

3. Добавки, регулирующие пористость бетонной смеси и бе­тона. К ним относятся воздухововлекающие, газообразующие и пенообразующие добавки, а также уплотняющие (воздухоудаляющие или кольматирующие поры бетона).

4. Добавки, придающие бетону специальные свойства : гидро-фобизующие, уменьшающие смачивание, повышающие противо­радиационную защиту, жаростойкость; антикоррозионные, т. е. увеличивающие стойкость в агрессивных средах; ингибиторы кор­розии стали, улучшающие защитные свойства бетона к стали; добавки, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства.

5. Добавки полифункционального действия , одновременно регулирующие различные свойства бетонных смесей и бетонов: пластифицирующе-воздухововлекающие; пластифицирующие, по­вышающие прочность бетона, и газообразующе-пластифицирую-щие.

6. Минеральные порошки - заменители цемента . К этой группе относятся тонкомолотые материалы, вводимые в бетон в количестве 5...20%. Это золы, молотые шлаки, отходы камне-дробления и др., придающие бетону специальные свойства (жа­ростойкость, электропроводимость, цвет и др.).

В качестве пластифицирующих добавок наибольшее распро­странение получили поверхностно-активные вещества (ПАВ).

К ускорителям твердения цемента , увеличивающим нараста­ние прочности бетона, особенно в ранние сроки, относятся хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция и др.

Противоморозные добавки - поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и др. - понижают точку замерзания воды, чем способ­ствуют твердению бетона при отрицательных температурах.

Для замедления схватывания применяют сахарную патоку и добавки СДБ, ГКЖ-10 и ГКЖ-94.

Песок - рыхлая смесь зерен крупностью 0,16...5 мм, образо­вавшаяся в результате естественного разрушения массивных горных пород (природные пески). Природные пески по минерало­гическому составу подразделяются на кварцевые, полевошпато­вые, известняковые, доломитовые. Из природных песков наиболь­шее применение для тяжелого бетона получили кварцевые пески.

В качестве мелкого заполнителя применяют пески повышен­ной крупности, крупные, средние и мелкие - природные и обо­гащенные; пески из отсевов дробления и обогащенные из отсевов дробления.

Зерновой состав песка имеет особое значение для получения качественного бетона. Песок для бетона должен состоять из зе­рен различной величины (0.16...5 мм), чтобы объем пустот в нем был минимальным; чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента для получения плотного бетона. Зерновой со­став песка определяют просеиванием сухого песка через стан­дартный набор сит с размерами отверстий (сверху вниз) 10; 5; 2,5; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Высушенную до постоянной массы пробу песка просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Остатки на этих ситах взвешивают и вы­числяют с точностью до 0,1%. ПРОДОЛЖЕНИЕ!

Материалы для тяжелого бетона(КОНЕЦ)!

Из пробы песка, прошедшего сквозь указанные выше сита, отвешивают 1000 г (G) песка и просеивают его последовательно сквозь набор сит с отверстиями размером 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Остатки на каждом сите взвешивают (G,) и вычис­ляют:

частный остаток на каждом сите - как отношение массы остатка на данном сите к массе просеиваемой навески (а;) - вычисляют с точностью до 0,1%:

аi = (Gi/G) 100,

полный остаток (Л,) на каждом сите - как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите - вычисляют с точностью до 0,1%:

Ai = a2.5 + a1,25 + ... + ai ,

где а2.5, a1,25, ... - частные остатки на ситах с большим размером отверстий начиная с сита размером отверстий 2,5 мм, %; а,- частный остаток на данном сите, %.

Модуль крупности песка М к (без фракций гравия с размером зерен крупнее 5 мм) определяют как частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех ситах, начиная с сита с размером отверстий 2,5 мм и кончая ситом с размером отверстий 0,16 мм;

модуль крупности песка вычисляют с точностью до 0,1%:

Мк = (A 2 ,5 +А 1, 25 + A О ,63 + А0,315+ A о,16)/ 100.

По величине модуля крупности песок делят на повышенной крупности М к - З...3,5, крупный с М к > 2,5, средний М к = 2,5...2,0, мелкий Мк = 2,0...1,5 и очень мелкий М к = 1,5...1,0;

полные остат­ки на сите № 063 (% по массе) соответственно равны: 65...75, 45...65, 30...45, 10...30 и менее 10.

Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать указанному и на графике (рис. 6.1). При этом учитывают только зерна, проходящие через сито с круглыми отверстиями диамет­ром 5 мм.

В Качестве КРУПНОГО заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень из гравия размером зерен 5...70 мм.

Гравий - зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5...70 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород. Качество гравия характеризуется: зерновым составом и формой зерна, прочностью, содержанием зерен слабых пород, наличием пылевидных и глинистых при­месей, петрографической характеристикой, плотностью, пористо­стью, пустотностью и водопоглощением. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйце­видная (окатанная), еще хуже пластинчатая и игловатая, по­нижающие прочность бетона.

Часто гравий залегает вместе с песком. При содержании в гравии песка 25...40% материал называют песчано-гравийной смесью. Гравий, подобно песку, может содержать вредные приме­си пыли, ила, глины, органических кислот..

Оценку прочности гравия производят испытанием на дробимость в цилиндре. Последняя определяется путем раздавливания пробы гравия в цилиндре статической нагрузкой. После этого пробу просеивают через сито с размером отверстия, соответству­ющим наименьшему размеру зерна в исходной пробе гравия, и устанавливают величину потери в массе. В зависимости от этой величины гравий делят на марки: Др8 (при потере в массе до 8%), Др12 (свыше 8 до 12%), Др16 (свыше 12 до 16%) и Др24 (свыше 16 до 24%).

Для конструкции промышленных и гражданских зданий проч­ность зерен гравия должна быть более чем в 1,5...2 раза выше прочности бетона.

По степени морозостой­кости гравий делят на марки F 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость гравия определяют непосредственным замора­живанием или испытанием в растворе сернокислого натрия. Гра­вий считают морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократные (15 циклов и бо­лее) попеременные замораживание при температуре -17°С и от­таивание. При этом потеря в массе после испытания составляеyt более 5%. Для марок F 15 и 25 допускается потеря массы 10%

Хорошим зерновым составом гравия считается тот, в котором имеются зерна разной величины, что создает наименьшую пустотность. Зерновой состав гравия определяется просеиванием 10 кг сухой пробы через стандартный набор сит с размерами отвер­стий 70, 40, 20, 10 и 5 мм. Зерновой состав каждой фракции или смеси нескольких фракций гравия должен находиться в пределах, указанных на графике рис. 6.3. За наибольшую крупность зерен гравия D наиб принимают размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 10% навески, и за наименьшую крупность гравия Dнаим - размеры от­верстия одного из верхних сит, через которое проходит не более 5% просеиваемой пробы. Ниже приведены зна­чения полных остатков на контрольных ситах при рас­севе гравия (шебня) фрак­ций от 5 (3) до 10 мм, свы­ше 10 до 20; свыше 20 до 40 и свыше 40 до 70 мм.

Щебень получают путем дробления массивных горных пород, гравия, валунов или искусственных камней на куски размером 5... 120 мм. Для приготовления бетона обычно используют щебень, полученный дроблением плотных горных пород, гравия, доменных и мартеновских шлаков. Дробление производят в камнедробил­ках. При этом получают не только зерна щебня, но и мелкие фракции, относящиеся по крупности к песку и пыли. Зерна щебня имеют неправильную форму. Лучшей считается форма, приближающаяся к кубу и тетраэдру. Вследствие шероховатой поверхности зерна щебня лучше сцепляются с цементным камнем в бетоне, чем гравий, но бетонная смесь со щебнем менее под­вижна.

По дробимости, морозостойкости, зерновому составу, износу к щебню предъявляют такие же требования, как и гравию.

В зависимости от формы зерен ГОСТ 8267-82 устанавливает три группы щебня из естественного камня: кубовидную, улучшен­ную и обычную. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в них не превышает соответственно 15, 25 и 35% по массе. К пластинчатой и игловатой форме зерен относят такие, в которых толщина или ширина их меньше длины в 3 раза и более.

Свойства бетонной смеси

Тяжелый бетон должен приобрести проектную прочность к оп­ределенному сроку и обладать другими качествами, соответству­ющими назначению изготовляемой конструкции (водостойкостью, морозостойкостью, плотностью и т. д.). Кроме того, требуется определенная степень подвижности бетонной смеси, которая со­ответствовала бы принятым способам укладки ее.

Бетонная сместь представляет собой сложную многокомпонен­тную систему, состоящую из новообразований, образовавшихся при взаимодействии вяжущего с водой, непрореагированных час­тиц клинкера, заполнителя, воды, вводимых специальных доба­вок и вовлеченного воздуха. Ввиду наличия сил взаимодействия между дисперсными частицами твердой фазы и воды эта система приобретает связанность и может рассматриваться как единое физическое тело с определенными реологическими, физическими и механическими свойствами.

Определяющее влияние на эти свойства будут оказывать количество и качество цементного теста, которое, являясь дис­персной системой, имеет высокоразвитую поверхность раздела твердой и жидкой фаз, что способствует развитию сил молеку­лярного сцепления и повышению связанности системы.

Удобоукладываемость – это св-во заполнять форму при данном виде уплотнения. Хар-ся подвижностью, жесткостью и связанностью.

Подвижность бетонной смеси - способность ее растекаться под собст­венной массой. Для определения под. вижности используют конус (рис. 6.4), который послойно в три приема за­полняют бетонной смесью, уплотняя штыкованием. После уплотнения последней форму снимают. O6paзовавшийся при этом конус бетонной смес ч под действием собственной массы осе­дает. Величина осадки конуса (см) служит оценкой подвижности бетонной смеси. По этому показателю различают смеси подвижные (пластичные) с осад­кой конуса 1...12 см и более и жесткие, которые практически не дают осадки конуса, однако при воздействии вибра­ции последние обладают различными формовочными свойствами. Для оцен­ки жесткости этих смесей используют свои методы.

Показатель жесткости бетонной смеси определяют на специ­альном приборе (рис. 6. 5), который состоит из цилиндрического сосуда с внутренним диаметром 240 мм и высотой 200 мм с за­крепленным на нем устройством для измерения осадки бетонной смеси в виде направляющего штатива, штанги и металлического и ска и шестью отверстиями. Прибор устанавливают на виброплощадку и плотно к ней прикрепляют. Затем в сосуд помещают ме таллическую форму-конус с насадкой, который с помощью специального кольца-держателя закрепляют в приборе и запол­няют тремя слоями бетонной смеси. Затем удаляют форму-конус, поворачивая штатив, устанавливают на поверхности бетонной смеси диск и включают виброплощадку. Вибрирование с ампли­тудой 0,5 мм продолжают до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из двух отверстий диска. Время вибрирования (с) и определяет жесткость бетонной смеси. Классификация бетонных смесей по степени их жесткости (удобоукладываемости) приведена в табл. 6. 2.

Таблица 6.2. Классификация бетонных смесей

На подвижность бетонной смеси влияет ряд факторов: вид цемента, содержание воды и цементного теста, крупность запол­нителей, форма зерен, содержание песка.

Введение в бетонную смесь ПАВ, например СДБ, повышает подвижность бетонной смеси и уменьшает ее водопотребность. Положительное воздействие на подвижность смеси оказывают суперпластификаторы (С-3, 10-03, 40-03 и др.). Их эффектив­ность выше в подвижных смесях, они позволяют снизить водо­потребность смеси на 20...25%.

Вместе с тем следует учитывать, что подвижность смеси со временем уменьшается вследствие физико-химического взаи­модействия цемента с водой.

Связанность- хар-ет однородность строения бетона.

Проектирование состава бетона

Проектирование состава имеет цель установить такой расход материалов на 1 м 3 бетонной смеси, при котором наиболее эконо­мично обеспечивается получение удобоукладываемой бетонной смеси и заданной прочности бетона, а в ряде случаев необхо­димой морозостойкости, водонепроницаемости и специальных свойств бетона.

Состав бетонной смеси выражают в виде соотношения по мас­се (реже по объему) между количествами цемента, песка и щебня (или гравия) с указанием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу. Поэтому в общем виде состав бетонной смеси выражают соотношением цемент: песок:щебень = 1: х:у при В/Ц = z (например, 1:2,4:4,5 при В/Ц = 0,45).

Различают два состава бетона: номинальный (лаборатор­ный), принимаемый для материалов в сухом состоянии, и произ­водственный (полевой) - для материалов с естественной влаж­ностью.

К моменту расчета состава бетонной смеси нужно определить качество исходных материалов: цемента, воды, песка и щебня (гравия) - согласно требованиям ГОСТов.

В зависимости от условий, в которых будет находиться бетон в сооружении или конструкции, к нему могут предъявлять­ся также и другие требования, например степень морозостой­кости, стойкость к воздействию агрессивных вод, водонепро­ницаемость. Высокая морозостойкость и непроницаемость плот-ноуложенного бетона регулируются В/Ц и расходом вяжущего, отсюда вытекает необходимость нормирования В/Ц в гидротех­ническом, дорожном и других специальных бетонах.

Расчет состава бетона производят в следующем порядке-определяют цементно-водное отношение, обеспечивающее получе­ние бетона заданной прочности и расход воды; рассчитывают потребный расход цемента, а затем щебня (или гравия) и песка-проверяют подвижность (жесткость) бетонной смеси при откло­нениях этих показателей от проекта; производят корректирова­ние состава бетонной смеси; приготовляют образцы для опреде­ления прочности и испытывают в заданные сроки; пересчиты­вают номинальный состав бетонной смеси на производственный.

Определение цементно-водного отношения производят по сле­дующим формулам:

для бетонов с Ц/В = 2,5

Определение расхода воды . Оптимальное количество воды в бетонной смеси (водосодержание, л/м 3) должно обеспечивать необходимую подвижность (или жесткость) бетонной смеси. Ко­личество воды для затвердения 1 м 3 бетонной смеси для всех расчетов в соответствии с ОНТП 07-85 принимается равным 200 л независимо от вида, жесткости и подвижности бетонных смесей.

Определение расхода цемента . При определенном из формулы значении Ц/В и принятой водопотребности бетонной смеси В рас­считывают ориентировочный расход цемента, кг/м 3 бетона:

Расход цемента на 1 м 3 бетона должен быть не менее мини­мального. Если расход цемента на 1 м 3 бетона окажется ниже допустимого, то необходимо довести его до ■ нормы или ввести тонкомолотую добавку.

Определение расхода заполнителей (песка и щебня или гра­вия) на 1 м 3 бетона. Для определения расхода песка и щебня (гравия) задаются двумя условиями:

1) сумма абсолютных объемов всех составных частей бетона (л) равна 1 м 3 (1000 л) уплотненной бетонной смеси:

где Ц, В, П, Щ - содержание цемента, воды, песка и щебня, (гравия)< кг/м 3 ; q u , q b , g n , Q m - плотности этих материалов,кг/м 3 ;

2) цементно-песчаный раствор заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен:

где Упуст.щ(г) - пустотность щебня или гравия в стандартном рыхлом состоянии (в формулу подставляется в виде относитель­ной величины); а - коэффициент раздвижки зерен щебня (или избытка раствора); для жестких смесей а= 1,05...1,20, для подвижных смесей а= 1,2...1,4 и более; q h . щ (Г > - насыпная плот­ность щебня (гравия), кг/л; Q m (г >-плотность щебня (гравия),кг/л.

Коэффициент а определяет отношение между песком и щеб­нем в бетоне.

После определения расхода щебня или гравия рассчитывают расход песка (кг/м 3) как разность между проектным объемом бетонной смеси и суммой абсолютных объемов крупного заполни­теля, цемента и воды:

Если гравий или щебень составляют из нескольких фракций, то необходимо заранее установить оптимальное соотношение между ними, пользуясь графиком наилучшего зернового состава или подбирая смесь с минимальным количеством пустот.

Проверка подвижности бетонной смеси . После произведенного предварительного расчета состава бетона делают пробный замес и определяют осадку конуса или жесткость. Если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, то увеличи­вают количество цемента и воды без изменения цементно-водного отношения. Если подвижность будет больше требуемой, то до­бавляют небольшими порциями песок и крупный заполнитель, сохраняя соотношения их постоянными. Таким путем добиваются заданной подвижности бетонной смеси.

Уточнение расчетного состава бетона на пробных замесах. Производят опытные замесы бетона при трех значениях водо-цементного отношения, из которых одно принимают расчетное, а два других больше или меньше на 10...20%. Количество цемен­та, воды, песка и щебня (гравия) для бетона с водоцементным отношением, не равным расчетному, определяют по вышеизло­женному методу. Из каждой приготовленной смеси готовят по три образца куба размером 20X20X20 см, которые выдержи­вают в нормальных условиях и испытывают в возрасте 28 сут при определении класса бетона (или в другие сроки). По резуль­татам испытаний строят график зависимости прочности бетона от цементно-водного отношения, с помощью которого выбирают Ц/В, обеспечивающее получение бетона заданной прочности.

При пробных замесах проверяют также подвижность или жесткость бетонной смеси (она должна удовлетворять проект­ной), определяют ее плотность и по результатам испытания пробных замесов вносят соответствующие коррективы в рассчи­танный состав бетона. При изменении содержания песка и щебня (гравия) учитывают их влажность.

Свойства бетона

Прочность бетона. В конструкциях зданий и сооружений бе­тон может находиться в различных условиях работы, испыты­вая сжатие, растяжение, изгиб, скалывание. Прочность бетона при сжатии зависит от активности цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, степени уплотнения бетонной смеси и условий твердения. Основными факторами при этом ока­зываются активность цемента и водоцементное отношение.

Для получения удобоукладываемой бетонной смеси отношение воды к цементу обычно принимают В/Ц = =0,4..,0,7, в то время как для химического взаимодействия це­мента с водой требуется не более 20% воды от массы цемента. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие с цементом, испаряется из бетона, образуя в нем поры, что ведет к снижению плотности и соответственно прочности бетона. Исходя из этого, прочность бетона можно повысить путем умень­шения водоцементного отношения и усиленного уплотнения.

Наряду с активностью и качеством цемента, водоцементным отношением и качеством заполнителей на прочность бетона в значительной степени влияют степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона.