Незважаючи на велику кількість нових будівельних матеріалів, популярність бетонних конструкцій не зменшується. Бетон має підвищену міцність і надійність, тому він залишається затребуваним при будівництві як житлових комплексів, так і господарських будівель.

бетон

Бетон - що з себе представляє і для чого потрібен?

Бетон - це штучно створений будівельний МОНОЛІТ, або, як його частіше називають, штучний будівельний камінь. Виготовляють його з в'яжучої речовини, води, наповнювачів і різних добавок, за допомогою яких можна змінювати властивості бетонної маси, підвищуючи морозостійкість, знижуючи стерання, роблячи її водонепроникною, жаростійкою і т. п.

В класичний склад бетону входять:

  • цемент;
  • пісок;
  • гравій або щебінь;
  • вода.

Залежно від виробничої необхідності склад бетонної суміші може змінюватися. Так, широко використовуваний в будівництві та ремонтах цементний розчин (суміш цементу, піску і води) є однією з різновидів бетону, т. зв. пескобетоном. Суміші з використанням напівводного гіпсу або ангідриду називаються гіпсобетонами.

Існує і силікатний бетон, що виготовляється на основі вапна. Шлакобетон виготовляють з подрібнених шлаків з додаванням до складу цементу, вапна, гіпсу або інших активаторів затвердіння.

З розвитком будівельної індустрії до складу бетонних сумішей почали додавати нові матеріали, щоб надати штучному каменю потрібні характеристики. Наприклад, після введення в його склад сталевої тирси з'явився сталебетон, що володіє підвищеною міцністю. Використання в якості наповнювачів пемзи і туфу призвело до появи пемзо - і туфобетона — матеріалів, що відрізняються від класичного будівельного матеріалу більш легким вагою і кращими теплоізоляційними властивостями.

бетон

Додавши до складу залізну арматуру, можна отримати Залізобетон, а додавши дерев'яну арматуру — деревобетон. Одна з останніх різновидів - полімербетон, до складу якого додані синтетичні смоли (карбамідні, епоксидні і т.д.).

Читайте статтю: Декоративний бетон.

Застосування бетону

Область застосування бетону обширна - від будівництва атомних електростанцій до внутрішніх оздоблювальних робіт. Використовують бетон в будівництві житла, якісного і довговічного дорожнього полотна, молів, хвилерізів і причалів. Характеристики використовуваного для різних цілей матеріалу істотно різняться.

Наприклад, в будівництві атомних електростанцій використовують особливо важкий бетон. 1 м3 цієї речовини важить 2,5 т. При будівництві фундаментів багатоповерхових будинків, а також при виготовленні міцних залізобетонних плит використовують важкий бетон, 1 м3 якого важить від 1,8 до 2,5 т.

бетон

Легкий бетон, вага якого знаходиться в діапазоні від 0,5 до 1,8 т/м3, використовується для виготовлення стінових панелей, блоків і перекриттів. Існує і особливо легкий бетон, який призначений переважно для зовнішньої теплоізоляції будівель і споруд. Його вага не перевищує 0,5 т / м3.

Склад бетону - основні компоненти

Щоб бути впевненим в якості бетонної суміші, її виготовлення найкраще замовити на спеціальному заводі. Але при будівництві приватних будинків і невеликих господарських будівель їх господарі нерідко виготовляють бетон самостійно. Переважно в таких випадках виготовляється класичний варіант бетону, що складається з піску і щебеню в якості наповнювачів, цементу і води.

Щоб виготовлений своїми руками бетон вийшов міцним і довговічним, треба знати і дотримуватися основних вимог, що пред'являються до його компонентів.

Що входить до складу бетону пісок повинен бути середньої або великої фракції — піщинки від 1,2 до 3,5 мм в діаметрі. Дрібні фракції піску для виготовлення бетону не підходять, їх важко зв'язати в єдиний моноліт. Тому бетонні конструкції з використання піску дрібних фракцій швидко розкришаться.

бетон

Крім фракції для міцності бетону важливе значення має і чистота піску. У теорії пісок повинен бути чистим, без домішок, але в реальності це поки нездійсненно. Тому допускається наявність в його складі невеликої кількості глини або мулу, але загальна кількість таких домішок не повинно перевищувати 5%.

Інший матеріал, який використовується для приготування бетону, — щебінь або гравій. До них теж є свої вимоги: розміри використовуваних для наповнення бетону матеріалів повинні бути в діапазоні від 1 до 8 см.наповнювачами можуть бути не тільки ці матеріали, але і керамзит, а для облаштування бетонного фундаменту часто використовують биту цеглу.

бетон

Чим дрібніше фракція наповнювача, тим міцніше буде штучний камінь. При його самостійному виготовленні краще використовувати наповнювач розміром не більше 2-3 см, максимально очищений від глини та інших домішок.

Використовувана для приготування бетону вода теж повинна бути максимально чистою. Чим більше в ній буде розчинених солей і сторонніх домішок, тим гірше буде якість штучного каменю.

У ролі в'яжучого при виробництві класичного бетону використовують різні види цементу:

  • портландцемент;
  • шлакопортландцемент;
  • пуцолановий цемент.

    бетон

Портландцемент є основним видом при виготовленні будівельних конструкцій і заливці фундаменту. Шлакопортландцемент володіє зниженою морозостійкістю, а пуццолановий цемент — високою вологостійкістю. Останній використовують для приготування бетонних конструкцій, призначених для підземних і підводних споруд.

Читайте також: Легкий бетон - класифікація, види, як зробити своїми руками.

Пропорції бетону

Правильно підібрані пропорції компонентів бетонної суміші важливі для отримання якісного штучного моноліту. Залежать вони від марки виготовленого бетону і використовуваного для його приготування цементу.

Наприклад, при використанні для приготування бетону цементу марки М-400 пропорції для різних марок бетону будуть такими:

  • М100 - 1 кг цементу, 7 кг щебеню, 4,6 кг піску;
  • М200 - 1 кг цементу, 4,8 кг щебеню, 2,8 кг піску;
  • М300 - 1 кг цементу, 3,7 кг щебеню, 1,9 кг піску;
  • М450 - 1 кг цементу, 2,5 кг щебеню, 1,1 кг піску.

    бетон

З підвищенням марки бетону витрата наповнювачів - піску і бетону — зменшується, а кількість витрати цементу залишається однаковим. Ця тенденція зберігається і при використанні інших марок цементу, хоча пропорції компонентів бетонної суміші будуть іншими. Чим вище марка цементу, тим більшу масу наповнювачів він може зв'язати.

Добавки для бетону

Щоб поліпшити якість бетону без істотного збільшення собівартості його виробництва, виробники використовують різні добавки і домішки. Всі ці добавки прийнято розділяти на кілька великих груп:

  • пластифікатор;
  • модифікатор;
  • прискорювачі набору міцності;
  • добавки для рухливості;
  • самоущільнюючі добавки;
  • морозостійкі добавки;
  • комплексні добавки.

Пластифікатори використовуються для поліпшення рухливості виготовляється суміші. Покращена рухливість дозволяє в'яжучій речовині щільно і надійно охоплювати кожен шматочок наповнювача.

При застиганні штучного каменю вони роблять його міцніше, одночасно зменшуючи витрату в'яжучої речовини. Також застосування пластифікаторів дозволяє збільшити щільність і поліпшити водонепроникність суміші.

Модифікатори покращують виробничі характеристики, дозволяючи отримувати високоміцну бетонну суміш при використанні цементу нижчих марок. Прискорювачі набору міцності дозволяють істотно прискорити цю важливу технічну характеристику штучного каменю, скоротивши час набору до 3-4 днів.

бетон

Добавки для збереження рухливості суміші збільшують час схоплювання і використовуються при необхідності перевезення бетонної суміші на далекі відстані в літній час. Самоущільнюючі добавки використовуються при виготовленні тонкостінних і армованих блоків або інших конструкцій, де використання для ущільнення бетонної маси традиційних віброінструментів утруднено або неможливо. Морозостійкі добавки дозволяють істотно підвищити морозостійкість бетону.

Різновиди пігментів і їх властивості

Пігменти використовують для зміни кольору бетонних конструкцій. У промисловому виробництві для цих цілей використовуються:

  • технічний вуглець;
  • двоокис титану;
  • окис хрому;
  • умбра.

Всі пігменти діють на бетонну суміш однаково: вони поглинають частину світлових хвиль, хвилі з іншою довжиною відображають. Такі пігментні добавки мають підвищену стійкість до ультрафіолету, не вигоряють на сонці, не змиваються дощем і мають стійкість до впливу агресивного хімічного середовища.

бетон

Класифікація бетону

У будівництві види бетону класифікуються за кількома параметрами. Найчастіше штучний камінь класифікують:

  • по міцності;
  • по щільності;
  • за типом в'яжучого;
  • по морозостійкості;
  • по водонепроникності;
  • по стираності;
  • за швидкістю набору міцності.

Така велика кількість різновидів бетонної суміші може створювати деякі труднощі з правильним вибором матеріалу.

По міцності

Міцність бетону, як і його марка, залежить від кількості входить до його складу цементу або іншої в'яжучої речовини. Чим більше його обсяг, тим вище буде показник міцності. Показник виражається в кг/см2. Визначити його можна по марці штучного каменю — чим вона вище, тим вище буде показник міцності.

бетон

Щільність

Щільність - показник, що відповідає за стійкість штучного каменю до стиснення, його водостійкість, морозостійкість та інші технічні характеристики. За цим показником матеріал ділиться на:

  • особливо важкий;
  • важкий;
  • легкий;
  • особливо легкий.

    бетон

Особливо важкі бетонні конструкції виробляють, додаючи до складу суміші сталеву стружку або залізну руду. Для приготування важких бетонних сумішей в якості наповнювачів використовують природні мінерали: граніт, вапняк, діабаз і т. п.

Наповнювачами для легких сумішей служать пористі матеріали: туф, керамзит, пемза і їм подібні. До цього класу відносяться газобетон і пінобетон — набирають популярність будівельні матеріали.

Класифікація за типом в'яжучого

За типом в'яжучого бетонні суміші поділяються на 2 великі групи — суміші на неорганічних в'яжучих матеріалах і суміші на органічних в'яжучих матеріалах.

До першої групи належать:

  • цементний;
  • силікатний;
  • гіпсовий;
  • шлаковий;
  • синтетична смола;
  • спеціальні кислостійкі суміші.

У другу групу входять такі матеріали, як асфальтобетон і пластбетон.

Морозостійкість

бетон

Показник морозостійкості визначає кількість циклів замерзання і відтавання бетонної суміші без втрати матеріалом своїх якісних характеристик. Позначають морозостійкість буквою F. Існують бетонні суміші з показником морозостійкості від F15 до F1000, де цифри є показником кількості циклів замерзання і відтавання.

Марки з показником від F15 до F50 вважаються марками з низькою морозостійкістю. Показники від F51 до F300 вважаються марками з середньою морозостійкістю. Суміші з показником F301 і вище вважаються марками з високою морозостійкістю.

Водонепроникність

бетон

Водонепроникність позначається буквою W і цифрами, що показують максимально можливий тиск води, яке витримує бетонна конструкція. За цим показником всі бетонні матеріали діляться на:

  • низькі (маркування менше W4);
  • середні (маркування від W4 до W12);
  • високі (маркування вище W12).

Стираність

Стираність - показник, що визначає зміну в обсязі і масі матеріалу під впливом стираючих зусиль. Стираність бетонних конструкцій позначається буквою G і має 3 різновиди:

  • низька (G1);
  • середня (G2);
  • висока (G3).

Стираність прямо залежить від міцності матеріалу: чим вище міцність, тим нижче стираність.

Читайте статтю: Як зробити пінобетон своїми руками.

Швидкість набору міцності

Швидкість набору міцності (твердіння) — важливий показник бетонних конструкцій, від якого залежить час їх введення в експлуатацію або час проведення оздоблювальних робіт. Відбувається набір міцності стрибкоподібно: в перші 5-7 днів після заливки або виготовлення показник твердіння досягає 70%, до кінця 28 дня він наближається до 100% (за умови дотримання вологості і температурного режиму). Після цього терміну набір міцності бетонними конструкціями триває і може тривати кілька років.

бетон

Існують 2 види бетонних сумішей: швидкотвердіючі і повільнотвердіючі. Для визначення швидкості набору міцності % міцності 2-денної бетонної конструкції ділять на % міцності цієї ж конструкції після закінчення 28 днів. При показнику більше 0,4 конструкція відноситься до швидкотвердіючих. Показник менше 0,4 свідчить про повільне твердіння.

Умови твердіння

На швидкість набору бетонними конструкціями міцності великий вплив роблять умови, в яких відбувається твердіння матеріалу. Оптимальними умовами для його твердіння вважаються температурний коридор в +18 ... +22ºС і відносна вологість навколишнього середовища не менше 90%.

Чим нижче температура навколишнього середовища, тим повільніше буде відбуватися твердіння бетонних конструкцій. При 0ºС процес твердіння повністю припиняється. Висока температура призводить до зневоднення бетону, що теж стає причиною уповільнення або повного припинення твердіння бетонної конструкції і недобору її міцності.

Від міцності і надійності бетонних конструкцій безпосередньо залежать терміни експлуатації побудованого будинку або споруди. Тому ще до початку будівництва потрібно визначитися, яка марка і які технічні характеристики матеріалу найкраще підходять для вирішення поставлених завдань.