Специальные виды бетонов: характеристика основных составов

Виды бетонов в строительстве выбираются в зависимости от того, какие функции будут возлагаться на возводимый объект. В строительстве, кроме традиционных основных цементных растворов, используемых для стяжки, укладки кирпича, блоков, фундаментных работ, в особых случаях применяются специальные виды бетонов.

Разновидности легких бетонов.

Бетонную смесь, имеющую особые характеристики, получают из смеси цемента, наполнителей и добавок, которые разводят водой и смешивают с помощью миксера до однородной массы.

В качестве наполнителя используют щебень, песок, гравий, а в некоторых случаях их заменяют пемзой, керамзитом, металлом и добавками растительного происхождения, чтобы получить специальные бетонные смеси, нужные для конкретного вида строительства.

В спецбетоне присутствует множество различных добавок, значительно улучшающих необходимые для спецстроительства свойства цементного раствора. Они могут увеличивать или уменьшать плотность различных видов бетона и замедлять или ускорять процесс отвердения. Использование пластификаторов и воздухопоглощающих реагентов помогает создать специальные виды бетонной смеси, используемой для создания объектов повышенной опасности или декоративных элементов.

Разделение видов бетона

Таблица прочности марок бетона.

Все специальные виды бетонных составов делятся на легкие и тяжелые. Легкие виды предназначены для улучшения теплоизоляции и звукопоглощения. Они имеют плотность до 1800 кг/м³. У особо тяжелого бетона в одном кубе она должна быть более 2500 кг/м³, у тяжелого — плотность достигает от 1800 до 2500 кг/м³.

Особо тяжелые бетоны используются для сооружения специальных строений, созданных для различных производственных целей в промышленных масштабах, имеющих различные особенности по жаростойкости, морозостойкости, водонепроницаемости и химической устойчивости.

Если бетонные работы связаны с объектом, внутри которого будут опасные условия производства, то для его создания требуется специально выполненный цементный раствор с наполнителями, создающий особенную прочность и плотность такому сооружению.

К специальным видам бетона также относят смеси, используемые для декоративных работ.

Вернуться к оглавлению

Свойства тяжелых бетонов

Бетон в готовом, застывшем виде характеризуют по разным признакам. Одной из важных его особенностей является предел прочности, который формируется медленно и связан с процессом созревания бетонного раствора. Для обозначения этого качества используют букву В, которая указывает класс бетона по его прочности. Чем выше марка цемента, тем больше он будет у бетонной массы. У М100 она всего 5-7, что означает 98 кгс/см², а у М800 — 786 кгс/см².

Подвижность или усадка конуса — еще один важный признак, который должен учитываться у тяжелых бетонов. Так называется способность бетонной смеси растекаться под собственной массой. По этому показателю различают смеси подвижные, обладающие особой пластичностью, и жесткие — не дающие осадки. Тяжелые спецбетоны относятся к жестким составам.

Виды бетонных блоков.

Морозостойкость — еще одна особенность цементного раствора, которая часто является преимуществом тяжелых видов, применяющихся в спецстроительстве. Так называется способность бетона выдерживать многократные замораживания и оттаивания и находиться в состоянии повышенной влажности. Бетоны, имеющие низкую морозостойкость из-за давления замерзающей воды на стенки пор, капилляров и микротрещин, лопаются и разрушаются. Все тяжелые бетоны, имеющие спецхарактеристики, обладают повышенной морозостойкостью и имеют показатель не ниже F200.

Способность бетонного раствора быть водонепроницаемым также относится к основным характеристикам тяжелых бетонных конструкций, к которым предъявляются особенные требования по ограничению проницаемости, повышенной плотности, коррозионной стойкости. Назначают марки по водонепроницаемости. Они не должны быть ниже W8.

Тяжелые бетонные смеси делают согласно ГОСТ 7473-94. Бетону присваивается определенная марка в зависимости от имеющихся у него свойств. Маркированный бетон гарантирует, что он соответствует определенным показателям качества, которые позволяют его отнести к тому или иному классу.

Бетоны тяжелых марок имеют большую прочность на осевое сжатие, и могут иметь маркировку от М100 до М1000. В гражданском строительстве особенным спросом пользуются марки 200, 300, 350. В спецстроительстве начинают использовать марки бетона, которые имеют характеристики не ниже М400.

Вернуться к оглавлению

Характеристика марок тяжелых бетонов

Бетон М100-150 используют на подготовительных этапах перед заливкой фундамента. Его применяют при строительстве дорог в качестве основы при установке бордюров, формировании стяжек полов, пешеходных и садовых дорожек.

Таблица марок тяжелых бетонов.

М200-250 заливают площадки, используют при создании фундаментов различного типа, изготовления подпорных стен, лестниц, малонагруженных плит перекрытий.

М300 используется для устройства монолитных фундаментов и возведения стен.

М350 применяется для производства фундаментов, выложенных из плит, при строительстве многоэтажных домов в монолитном домостроении. Бассейны, дорожные плиты для аэродромов, несущие колонны создаются с помощью раствора этой марки.

М400-450 имеет высокие показатели крепости и плотности и применяется для строительства таких объектов, как дамбы, плотины, метро, банковские хранилища.

Его используют в гражданском строительстве при возведении крытых бассейнов, аквапарков, которым требуется повышенная безопасность, и бетонная смесь этих марок регламентирована проектом.

Бетонные смеси М500-550 содержат большое количество цемента и имеют высокую прочность. Их используют для изготовления железобетонных конструкций специального назначения, часто применяют в гидротехническом строительстве.

М600-1000 относятся к редко используемым видам бетонных смесей, потому что они соответствуют очень высоким требованиям и имеют другое соотношение базовых компонентов по сравнению с общеупотребительными марками.

Вернуться к оглавлению

Бетоны специального назначения

Компоненты для изготовления тяжелого бетона.

Специальные виды тяжелых бетонов содержат заполнители, придающие ему особенные качества. С их помощью выполняют дорожное, гидротехническое и производственное строительство, связанное с созданием особых зданий и поверхностей. Они обладают повышенными характеристиками, связанными с жаропрочностью, нейтральной химической реакцией, имеют антирадиационную защиту.

От такого вида бетона требуется устойчивость к климатическим условиям в той природной зоне, где они будут использоваться, и особенная долговечность при длительной эксплуатации.

В качестве специальных заполнителей применяют такие горные породы, как гравий, гранит и известняк. Самым прочным и долговечным является гранит, и его используют для достижения самых лучших показателей из всех возможных.

Вернуться к оглавлению

Гидротехнические бетоны

Их применяют в строительстве сооружений, где происходит постоянный контакт с водой, эксплуатация которых сопровождается высокой влажностью. Это могут быть водопроводные системы и устройство канализационных стоков, возведение искусственно созданных водных преград, создание системы мелиорационных каналов. Строительство мостов требует бетонных смесей специального назначения.

Главное требование, предъявляемое к ним в этом случае — высокая водостойкость и влагонепроницаемость. Гидротехнический бетон должен обладать высокой морозостойкостью и химической нейтральностью. Находясь в воде, бетонное сооружение не должно выделять в воду никаких веществ, изменяющих ее химический состав и свойства. Специалисты разделяют гидротехнический бетон на три группы:

1. Для подводных конструкций, который производится на основе пуццоланового цемента, портландцемента или шлакопортландцемента.
2. Для переменного уровня воды, когда в основу портландцемента и шлакопортландцемента вводится раствор специальных пластифицирующих добавок, чтобы избежать разрушения конструкций из-за постоянной смены физического состояния воды.
3. Для надводных частей конструкции применяют бетон, созданный на основе подходящего для этого строительства цемента.

Вернуться к оглавлению

Жаропрочные бетоны

График зависимости морозостойкости бетона: 1 — для тяжелого бетона; 2 — для легкого бетона.

Они используются в металлургическом производстве для возведения дымовых труб ТЭЦ, монтировании и отделке котлов.

Жаропрочные специальные смеси приготавливаются на основе тонкоизмельченных материалов и активного кремнезема. Самые распространенные жаропрочные составы включают портландцемент с добавлением активных минеральных веществ. Это может быть пемза, доменные гранулированные шлаки и зола. Вместо портландцемента могут использовать высокоглиноземный цемент, состоящий на 80% из огнестойкого глинозема. В сочетании с жаропрочными заполнителями он придает особенную устойчивость к сверхвысоким температурам. Глиноземные бетоны часто заменяются цементными смесями, где в качестве связующих веществ используются фосфаты. При использовании фосфатобетонов происходит усадка общей массы при первом прокаливании. В производстве применяется жароупорный бетон на основе жидкого стекла, не реагирующий на воздействие кислот.

Для заполнителей жаропрочных и огнеупорных бетонов выбирают добавки. Их выбор будет зависеть от температуры, создаваемой внутри бетонной конструкции во время производственных процессов.

Вернуться к оглавлению

Бетоны химически стойкие

Бетоны, имеющие химическую стабильность, делятся на кислотоупорные, щелочестойкие, солестойкие. Их используют для изготовления и защиты железобетонных и металлических конструкций, эксплуатируемых в агрессивных условиях среды на предприятиях, связанных с химическим производством.

Их готовят на основе жидкого стекла, силиката калия или натрия с применением специального отвердителя, кремнефтористого натрия. Мелкие заполнители в них — это кварцевые пески, а крупные — гранитный щебень.

Характеристики водонепроницаемых бетонов.

Это может быть базальт, молотый андезит, кварц или любая горная порода, обладающая кислотоупорными характеристиками. Изготовленные по ГОСТу кислотоупорные бетоны устойчивы к воздействию концентрированных неорганических кислот. Если изделия из них поместить во влажную среду, они в течение нескольких лет разрушатся от воды.

Щелочестойкие бетоны делают на основе клинкерного портландцемента или жидкого стекла, смешивая их с кремнефтористым натрием и применяя в виде наполнителя плотные крупномолотые карбонатные породы, некоторые мелкомолотые шлаки. К химически устойчивым цементосодержащим смесям относят: бетонополимеры, строительные цементные смеси, пропитанные полимерами; после окончательного отвердения получают прочность и высокую химическую стойкость, улучшая характеристики тяжелого бетона. Пропитками могут быть стирол, метилметакрилат, битумы, парафины, сера, жидкое стекло.

Вернуться к оглавлению

Антирадиационные бетоны

Они относятся к редко используемым смесям и дорогостоящим материалам, потому что содержат добавки, создающие уникальные характеристики для бетонных конструкций.

Радиоактивное излучение выделяет большое количество тепла и энергии, и поэтому от антирадиационных бетонов требуется минимальная усадка и максимальная прочностью на растяжение.

Этот эффект получают, используя специальные, поглощающие тепло в больших количествах вещества, которым требуется большая температура плавления.

Вяжущим веществом служит портландцемент или шлакопротландцемент, а в наполнители идут тяжеловесные обогащенные руды и специальный металл, которые способны погасить взрывную волну.

Вернуться к оглавлению

Легкие бетоны и их характеристики

Схема приготовления легкого бетона.

Звукопоглощающие бетоны и смеси, имеющие высокие теплоизоляционные свойства, относятся к легким составам, которые имеют в застывшем виде особую массу с множеством воздушных камер. Существование в теле такой бетонной конструкции множества воздушных камер намного повышает ее характеристики по звуконепроницаемости и теплопроводности. Легкий бетон используют для возведения стен и перегородок, облицовки наружных стен. Этот легкий состав создается с помощью применения пенного наполнителя, придающего ему воздушность.

Воздушная бетонная смесь после заливки в формы застывает, сохраняя крупнопористую структуру, и обладает свойством поглощать звуки. Чтобы получить отличные свойства, частицы заполнителя размещаются слоями так, чтобы внутренний слой содержал самые крупные частицы диаметром до 40 мм, средний состоял из 20-миллиметровых частиц, а внешний — из мелких частиц диаметром менее 10 мм.

К звукопоглощающим бетонным смесям относится арболит. Этот вид легкого бетона, созданный с применением органических наполнителей, имеющих относительную влажность не более 60% и цементную основу.

В виде наполнителя используют опилки, дробленые стебли хлопчатника, конопли, рисовой соломы.

Наиболее популярные бетонные смеси, применяемые для звукоизоляции — это керамзитобетон, гранулированный торфобетон, камышебетон, коробетон. В качестве наполнителя в этих бетонных смесях используют торф, керамзит, камыш, кору деревьев.

Вернуться к оглавлению

Декоративные бетоны

График зависимости разности объемных деформаций бетонного и стандартного образцов от температуры замораживания.

Декоративные виды бетонных смесей не так давно получили распространение. Из них методом штамповки изготавливают ограждения для уличных лестниц, имитирующих мрамор или гранит. Этот эффектный внешний вид простому бетону придается с помощью пигментирующих и пластифицирующих веществ.

Из такого бетона изготавливают тротуарную плитку. Декоративный раствор используют для изготовления садовых элементов декора и небольших скульптур, украшающих садовый участок.

У изделий, выполненных из декоративного бетона, много положительных качеств. Они обладают пластичностью, не бьются, долговечны, морозостойки.

Эти характеристики достигаются благодаря введению в смесь кварцевого песка. Такой вид силикатного бетона помогает созданию очень красивых малых архитектурных форм.

Создание новых технологий и использование пластифицирующих веществ позволяет получить из цемента удивительно красивые декоративные отделочные элементы, которые будут украшать здание длительное время.

 

Разнообразие специальных бетонов, используемых в строительстве, помогает человеку решить сложные задачи с возведением различных зданий, промышленных объектов, а также украсить их, применяя лишь цемент, добавки и воду.

Источник