Основные свойства тяжелого бетона кратко

Обновлено: 18.05.2024

Тяжелые бетоны — это смеси плотностью от 1800 до 2500 кг/м3. В составе такого раствора наполнители прочнее и тяжелее, чем в других видах бетонов.

Основная сфера использования материала — строительство монолитных и каркасных конструкций. Им заливают фундаменты промышленных объектов, используют для возведения банковских хранилищ, стратегически важных объектов, транспортных стоянок, СТО.

Из чего состоит бетонный раствор

В составе любого бетона одни и те же основные компоненты, но меняются добавки, влияющие на свойства конечного продукта.

Для производства раствора используются следующие материалы:

Цемент. В бетонный раствор добавляются разновидности портландцементов или цемент марки от М100 и выше. Выбор зависит от назначения готовой смеси.
Вода. Ее нужно очищать от примесей и добавок. Щелочи и кислоты плохо сказываются на прочности смеси.
Песок. Как и в предыдущем случае, песок не должен содержать посторонние добавки. Необходимо добавлять в раствор только чистый продукт, избавленный от примесей глины и других веществ.
Заполнитель. Эту роль берут на себя различные компоненты: щебень, гравий, известняк или более дорогие горные породы. Особую прочность бетону придают гранитная и мраморная крошка.
Прочие добавки. Присутствие других химических и минеральных добавок зависит от того, какие еще свойства нужно придать бетону. С их помощью добиваются увеличения срока службы бетона, его устойчивости к коррозиям и влагоустойчивости.

Качество и пропорции компонентов определяют плотность готового раствора, его структуру и свойства. Прочность бетонной конструкции зависит от условий и скорости затвердевания раствора.

Пропорции компонентов могут изменяться для придания дополнительных свойств бетону, но в основном соблюдается следующее соотношение: к одной части цемента добавляют две части песка и три части заполнителя, а также 0,8 части воды.

Чем мельче песок, тем легче смесь. Поэтому для тяжелых бетонов обычно используется песок с крупными фракциями, к нему добавляют щебень и другие породы в качестве заполнителя. Вода очищается от примесей.

Тяжелый бетон легко укладывать, он долговечный и прочный, обладает высокой плотностью. Но ошибки в изготовлении раствора могут привести к потере качества и ожидаемых свойств бетона. Материал застывает быстро, поэтому времени на исправление ошибок не остается.

Основные свойства тяжелого бетона

Прочность. Это ключевой показатель. О ней говорят класс и марка бетона. Он должен противостоять большим нагрузкам, поэтому, к прочности предъявляются основные требования.
Водостойкость. Даже при длительном нахождении во влажной среде, бетон не должен терять изначальные свойства. Насколько он устойчив к воздействию воды, говорит показатель влагостойкости. Он бывает в диапазоне от 2 до 20 и обозначается буквой W.
Пористость. Из-за структуры компонентов в составе бетона, в любом растворе появляются ячейки с воздухом. Этот показатель имеет допустимые пределы (от 6 до 15%).
Морозостойкость. Важно не только то, как бетон выдерживает низкие температуры, но и как справляется с нагрузками при оттаивании после морозов. Тяжелый бетон может выдержать от 50 до 300 таких циклов заморозки и оттаивания.
Теплопроводность. Чем выше плотность бетона, тем лучше этот показатель, поэтому неплотные бетоны сильно промерзают в холодное время года.
Огнеупорность. Это важнейший показатель, отражающий устойчивость к воспламенениям. Температура в 500 градусов деформирует и разрушает материал.
Срок затвердевания. Стандартные марки бетона засыхают в течение месяца (около 28 суток), быстросохнущим материалам достаточно недели для полного высыхания. Бетонные смеси с медленным застыванием высыхают за 180 дней.

Виды и марки материала

Выделяют следующие разновидности бетонных растворов:

Высокопрочный. В его составе вещества, придающие материалу пластичность. Прочность повышается с помощью вибрирования.
Железобетонный. Служит для изготовления железобетонных блоков, особо прочных перекрытий.
Быстрозастывающий. Такой бетон затвердевает быстрее из-за особых свойств цемента, не теряя своих качеств.
Гидротехнический. Применяется в местах, где материал будет подвергаться постоянному воздействию влаги.
Дорожный. Вид бетона с повышенным показателем прочности. Его используют везде, где необходима высокая износостойкость поверхности, например для строительства автомагистралей.
Мелкозернистый. Применяется при возведении тонких конструкций. Особая структура создается за счет того, что в смесь не добавляются крупные примеси, такие как камни или щебень.
Декоративный. Необходим для создания декоративных элементов зданий, набережных и бордюров.

В таблице приведены марки бетона и их назначение.

Самый универсальный бетон. Применяется при реставрационных работах, возведении лестниц и фундаментов.

Для постройки монолитных блоков и различных бетонных конструкций, ленточных фундаментов, площадок. Подходит для использования в условиях высокой влажности.

Дорогой материал, поэтому он не получил широкого применения, несмотря на высокую прочность. Применяется при возведении торговых центров, мостов, аэродромных плит, объектов под водой.

Очень дорогие марки. Незаменим при строительстве стратегических объектов, например, дамб, мостов.

Существуют и более прочные бетоны до марки М800. Но они стоят дорого и применяются очень редко.

Сферы применения

Особые свойства тяжелых бетонов определяют сферу его применения. Этот материал в основном используется для решения строительных задач:

Для возведения железобетонных конструкций. В этом случае важна повышенная прочность смеси и сокращенные сроки ее застывания.
Для строительства объектов гидротехнического назначения. На первый план выходит способность материала выдерживать воздействие внешней среды и его повышенная прочность.
Для прокладки автомобильных магистралей и строительства аэродромов. Надежность покрытия достигается благодаря высокой устойчивости материала к нагрузкам и воздействию температур.
Для возведения прочных фундаментов при строительстве промышленных объектов.
Закладка перекрытий и стен в помещениях стратегического назначения и на особо важных объектах.

Соответствие ГОСТ

Качество бетонного раствора должно соответствовать требованиям ГОСТ 7473-2010. Отклонения от установленных параметров не допускаются. Документ контролирует следующие характеристики материала:

устойчивость к низким температурам;
влагонепроницаемость;
степень усадки;
прочность на растяжение.

Стоимость бетонного раствора

На стоимость готового раствора влияют цены его компонентов. Дешевле всего стоит бетон М100. В более прочный бетон добавляются специальные материалы, стоимость которых увеличивает цену конечного продукта.

Дороговизна составляющих сверхтяжелых бетонов делает невыгодным их применение в частном строительстве.

Конструкциям, которые сооружаются из тяжелого бетона, предстоит испытать значительные нагрузки. Ведь из этого материала изготавливают фундаменты и железнодорожные мосты, объекты в метро и аэродромные покрытия. А для этого бетон обязан обладать рядом определенных свойств.

Про технические условия, характеристики тяжелых бетонов, их ГОСТ и связь с мелкозернистыми материалами расскажем в этой статье.

Свойства тяжелого бетона и бетонной смеси

Прочность

Начнем с главного параметра тяжелого бетона – прочности. Причем, как известно, бетонные конструкции в основном подвергаются сжимающим нагрузкам. Поэтому определяющей является прочность на сжатие. Ее проверяют через 28 дней после полного затвердевания смеси (при температуре 20 градусов и влажности 95 процентов).

О том, как производится определение прочности тяжелого бетона, расскажет это видео:

Пористость

Несмотря на высокую среднюю плотность (кг/м3) бетонов тяжелого типа, поры всё же присутствуют, причем порой они составляют 15 процентов общего объема. Их образование происходит из-за того, что закупориваются капли воды.

Сократить количество пор помогает тщательное размешивание цементной смеси. Главное – следить, чтобы не образовались крупные поры – они вредят качеству материала.

Деформация и усадка

Стоит помнить, что данные процессы происходят естественным образом, продолжаясь порядка двух-трех лет. Усадку конуса называют также подвижностью.

Есть смеси подвижные (пластичные, растекающиеся под давлением собственного веса), а есть жесткие (практически не подвергающиеся таким изменениям). Тяжелые бетоны относятся ко второму виду.

Деформативные свойства определяются модулем упругости.

Морозоустойчивость

Водостойкость

Чем меньше пор в материале и чем выше они мельче, тем лучше этот показатель. Как правило, у данных материалов он находится на достаточно высоком уровне.

Водонепроницаемость у них — не ниже W8. Для повышения водостойкости рекомендуют применять качественные наполнители, а также уплотнительные добавки (хлорное железо, жидкое стекло).

Теплопроводность

В связи с малым количеством пор тяжелый бетон очень хорошо проводит тепло. Поэтому его нерационально использовать, к примеру, для отделочных работ в чистом виде.

Про технические характеристики тяжелых бетонов классов В25, В15, марок М350, М50, М200 и других расскажем далее.

Технические характеристики материала

Для наглядности представим их в виде таблицы.

Параметр	Значение	Единицы измерения
Модуль упругости	от 22000 до 35000	МПа
Усадка	от 0,3 до 0,4	мм/м
Водопоглощение (максимум)	от 4 до 8	%
Коэффициент теплопроводности	от 1,2 до 1,5	Вт/м·К
Теплоемкость	от 0,75 до 0,92	Дж/кг·К
Число циклов заморозки	не менее 200	-

Про 26633 ГОСТ и другие в отношении тяжелых бетонов и бетонных смесей БСТ рассказывает следующий раздел.

Несмотря на изобретение новых строительных материалов, тяжелый бетон остается самым популярным и незаменимым на любой строительной площадке. Область его применения обширна. Но, чаще всего его используют для отливки всевозможных несущих строительных конструкций, таких как разноформатные плиты перекрытий, колонны, ригеля, фермы, перемычки, армопояса, блоки и многие другие.

Виды тяжелого бетона

В зависимости от сферы применения и коррекции состава тяжелый бетон имеет широкую номенклатуру.

Железобетон

Бетоны тяжелые отличаются не только значительным весом, но и повышенной сопротивляемостью к разрушающим нагрузкам на сжатие. Но, на изгиб такой материал довольно плохо работает и под постоянным давлением начинает очень быстро разрушаться. Чтобы продлить долговечность изделий из железобетона, их укрепляют арматурными каркасами.

Гидротехнический

Гидротехнический — особый вид, предназначающийся для работы в местах с повышенной влажностью. Он продолжительное время способен выдерживать воздействие воды и практически не поддается разрушению.

Быстротвердеющий

Быстротвердеющий – разновидность тяжелого бетона, который отличается быстрыми сроками схватывания и набора прочности без потери своих характеристик.

Бетоны особой тяжести

Также существуют особо тяжелые бетоны и материалы средней тяжести. Плотность особо тяжелого бетона составляет больше 2500 кг/м 2 . В качестве заполнителя в его состав добавляют:

магнетит;
металлический скрап;
лимонит;
барит.

Эти материалы отличаются не только хорошими качественными показателями, но весьма высокой стоимостью. Поэтому применение такого искусственного камня ограничивается строительством промышленных объектов специального назначения.

Высокопрочный

Такой вид бетона характеризуется повышенной плотностью и показателем прочности, которых удается добиться благодаря специализированным добавкам и особой технологии изготовления.

Дорожный

Дорожный вид этого материала используется при строительстве дорог и характеризуется повышенной сопротивляемостью к различным нагрузкам.

Кислотостойкий

Кислотоупорный тяжелый бетон — специфичный материал, использующийся при строительстве химических объектов.

Огнеупорный

Жаростойкий вид строительного материала создан для возведения особых объектов, подвергающихся воздействию высоких температур. Он способен выдерживать больше 12 000 0 С.

Полимербетон

Добавление особых полимеров в состав – новое слово в строительстве. Этот вид бетона отличается тем, что он пропитывается смолами и полимерами, продлевающими долговечность и увеличивающими эксплуатационные характеристики.

Основные свойства тяжелого бетона

Чтобы подробнее описать изделия из такого материала, нужно более детально рассмотреть его технические характеристики.

Прочность

Учеными доказано, что срок службы качественного искусственного камня может растягиваться на сотни лет даже в самых агрессивных условиях. При этом он способен постепенно набирать прочность в течение 600 лет.

Водостойкость

Бетон относится к тому редкому типу строительных материалов, который долгое время может сохранять свои свойства и не разрушается под действием воды. Степень водостойкости строительных материалов маркируется W. Показатели в зависимости от вида и марки могут варьироваться в пределах W2 до W20.

Пористость

Структура бетонного камня, даже самого плотного содержит микропоры. Степень пористости зависит от типа, количества заполнителя, водоцементного отношения, вибрирования и других факторов. Показатель этой характеристики равен 6 – 15%.

Морозостойкость

Морозостойкость – способность выдерживать разрушающие нагрузки, создаваемые под действием оттаивания влаги, которой напитался материал в теплый период года. Этот цикл заморозки – разморозки считается за единицу, составляющую марку по морозостойкости. Чем больше таких циклов изделие выдержит без значительных разрушений, тем выше его марка. В среднем марка по морозостойкости равна от 50 до 300.

Теплопроводность

Ахиллесова пята тяжелого бетона – это его теплопроводность. Он очень прочный и долговечный, но, сильно промерзает, не держит тепло внутри стен и не аккумулирует его. Теплопроводность возрастает с повышением плотности. Не замечали, что даже в солнечную погоду бетонный камень всегда холодный?

Что входит в состав тяжелого бетона

В независимости от вида и марки тяжелого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:

Вяжущий компонент – в его качестве используют различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800. От него зависит не только конечные прочностные характеристики, но и время затвердевания искусственного камня. Например, для приготовления раствора М200, предназначающегося для заливки базиса здания лучше всего использовать портландцемент М400.
Мелкий заполнитель – его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют средне фракционный песок. Важно, чтобы он был максимально чистый и без глинистых включений. Особенно это важно, если вы собираетесь сами делать смесь для заливки фундамента М250 классом В20 или М200 классом В15.
Крупный заполнитель – придает дополнительную прочность. Собственно, из–за его содержания бетон и называется тяжелым. В зависимости от вида и назначения смесей используют всевозможные заполнители. Самый популярный из них – кубовидный щебень гранитных пород. Для изготовления раствора М200 лучше всего использовать сырье фракцией 10 – 20 мм.
Вода. Чтобы раствор получался максимально качественным нужно использовать воду средней жесткости без дополнительных примесей и загрязнений.
Пластифицирующие добавки. Практически в любой современный бетон входит такой важный компонент, как пластификатор. Их существует множество видов, классифицирующихся в зависимости от направленности действия: придающие прочность, увеличивающие морозостойкость, пластичность, гидрофобность, вязкость, разжижение. Например, для фундаментного раствора М200 обычно берут пластификаторы, повышающие прочность затвердевшего камня.

Тяжелый бетон – это самый долговечный строительный материал, который можно приготовить самостоятельно. Нужно только произвести расчет правильного состава тяжелого бетона.

Из чего состоит бетонный раствор

Для производства раствора используются следующие материалы:

Цемент. В бетонный раствор добавляются разновидности портландцементов или цемент марки от М100 и выше. Выбор зависит от назначения готовой смеси.
Вода. Ее нужно очищать от примесей и добавок. Щелочи и кислоты плохо сказываются на прочности смеси.
Песок. Как и в предыдущем случае, песок не должен содержать посторонние добавки. Необходимо добавлять в раствор только чистый продукт, избавленный от примесей глины и других веществ.
Заполнитель. Эту роль берут на себя различные компоненты: щебень, гравий, известняк или более дорогие горные породы. Особую прочность бетону придают гранитная и мраморная крошка.
Прочие добавки. Присутствие других химических и минеральных добавок зависит от того, какие еще свойства нужно придать бетону. С их помощью добиваются увеличения срока службы бетона, его устойчивости к коррозиям и влагоустойчивости.

Основные свойства тяжелого бетона

Прочность. Это ключевой показатель. О ней говорят класс и марка бетона. Он должен противостоять большим нагрузкам, поэтому, к прочности предъявляются основные требования.
Водостойкость. Даже при длительном нахождении во влажной среде, бетон не должен терять изначальные свойства. Насколько он устойчив к воздействию воды, говорит показатель влагостойкости. Он бывает в диапазоне от 2 до 20 и обозначается буквой W.
Пористость. Из-за структуры компонентов в составе бетона, в любом растворе появляются ячейки с воздухом. Этот показатель имеет допустимые пределы (от 6 до 15%).
Морозостойкость. Важно не только то, как бетон выдерживает низкие температуры, но и как справляется с нагрузками при оттаивании после морозов. Тяжелый бетон может выдержать от 50 до 300 таких циклов заморозки и оттаивания.
Теплопроводность. Чем выше плотность бетона, тем лучше этот показатель, поэтому неплотные бетоны сильно промерзают в холодное время года.
Огнеупорность. Это важнейший показатель, отражающий устойчивость к воспламенениям. Температура в 500 градусов деформирует и разрушает материал.
Срок затвердевания. Стандартные марки бетона засыхают в течение месяца (около 28 суток), быстросохнущим материалам достаточно недели для полного высыхания. Бетонные смеси с медленным застыванием высыхают за 180 дней.

Виды и марки материала

Выделяют следующие разновидности бетонных растворов:

Высокопрочный. В его составе вещества, придающие материалу пластичность. Прочность повышается с помощью вибрирования.
Железобетонный. Служит для изготовления железобетонных блоков, особо прочных перекрытий.
Быстрозастывающий. Такой бетон затвердевает быстрее из-за особых свойств цемента, не теряя своих качеств.
Гидротехнический. Применяется в местах, где материал будет подвергаться постоянному воздействию влаги.
Дорожный. Вид бетона с повышенным показателем прочности. Его используют везде, где необходима высокая износостойкость поверхности, например для строительства автомагистралей.
Мелкозернистый. Применяется при возведении тонких конструкций. Особая структура создается за счет того, что в смесь не добавляются крупные примеси, такие как камни или щебень.
Декоративный. Необходим для создания декоративных элементов зданий, набережных и бордюров.

В таблице приведены марки бетона и их назначение.

Самый универсальный бетон. Применяется при реставрационных работах, возведении лестниц и фундаментов.

Очень дорогие марки. Незаменим при строительстве стратегических объектов, например, дамб, мостов.

Существуют и более прочные бетоны до марки М800. Но они стоят дорого и применяются очень редко.

Сферы применения

Для возведения железобетонных конструкций. В этом случае важна повышенная прочность смеси и сокращенные сроки ее застывания.
Для строительства объектов гидротехнического назначения. На первый план выходит способность материала выдерживать воздействие внешней среды и его повышенная прочность.
Для прокладки автомобильных магистралей и строительства аэродромов. Надежность покрытия достигается благодаря высокой устойчивости материала к нагрузкам и воздействию температур.
Для возведения прочных фундаментов при строительстве промышленных объектов.
Закладка перекрытий и стен в помещениях стратегического назначения и на особо важных объектах.

Соответствие ГОСТ

устойчивость к низким температурам;
влагонепроницаемость;
степень усадки;
прочность на растяжение.

Стоимость бетонного раствора

Дороговизна составляющих сверхтяжелых бетонов делает невыгодным их применение в частном строительстве.

Читайте также: