Использование бетона в строительстве дома: какой выбрать

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон имеет прочность на сжатие более 40 МПа (6000 фунтов на квадратный дюйм). В Великобритании BS EN 206-1 определяет высокопрочный бетон как бетон с классом прочности на сжатие выше C50 / 60. Высокопрочный бетон получают путем снижения водоцементного отношения (В / Ц) до 0,35 или ниже. Часто микрокремнезем добавляется для предотвращения образования кристаллов свободного гидроксида кальция в цементной матрице, что может снизить прочность связи цемент-заполнитель.

Низкое соотношение W / C и использование микрокремнезема делают бетонные смеси значительно менее пригодными для обработки, что, в частности, может стать проблемой при применении в высокопрочных бетонах, где, вероятно, будут использоваться плотные арматурные каркасы. Чтобы компенсировать пониженную удобоукладываемость, в высокопрочные смеси обычно добавляют суперпластификаторы . Для высокопрочных смесей необходимо тщательно выбирать заполнитель, так как более слабые заполнители могут быть недостаточно прочными, чтобы противостоять нагрузкам, действующим на бетон, и вызывать разрушение в заполнителе, а не в матрице или пустотах, как это обычно происходит в обычных условиях. конкретный.

В некоторых случаях применения высокопрочного бетона критерием расчета является модуль упругости, а не предел прочности на сжатие.

Применение добавок

Рассмотрим, из чего еще состоит бетонная смесь. Различного рода присадки добавляют в рабочий раствор бетона для корректировки тех или иных технических характеристик сухого остатка. Производство и применение таких материалов регламентируется действующим ГОСТом 24211-2008. Если предполагается металлическое армирование конструкций, то рассматривается ГОСТ 31384-2008.

К основным характеристикам сухого остатка относятся не только марочная прочность бетона. Производитель также указывает в сопроводительной документации морозостойкость (F), водопоглощение (W). На каждый из трех показателей можно повлиять с помощью функциональных добавок.

Противоморозные добавки

По технологии формирование сухого остатка, набор прочности должен проходить в условиях положительных температур (от 10 до 25 градусов по Цельсию). При низких показателях происходит кристаллизация влаги, что негативно сказывается на связке компонентов. Если строительство проводится зимой, то в раствор делают со специальными присадками. Они не влияют на качество бетона и позволяют проводить строительство зимой при температуре от -30 градусов по Цельсию.

Противоморозные добавки дополнительно способствуют ускорению процесса высыхания бетона. Зимой без них потребовалось бы более 2-х месяцев.

Гидрофобизаторы

Нередко из бетона отливают конструкции, которые в той или иной степени контактируют с влагой во время эксплуатации. Для цемента характерно низкое водопоглощение, но пористая структура полностью не исключает проникновения влаги в тело фундамента, цоколя либо стены из блоков.

Когда недостаточно устройства наружной гидроизоляции, в раствор добавляют гидрофобизаторы. Они способны заполнять микропоры, способствовать повышению плотности сухого остатка. Правда здесь ухудшается ситуация с теплопроводностью плиты.

Упрочняющие присадки

С этой задачей хорошо справляется армирующий каркас или сетки. Однако конструкции из бетона бывают толщиной менее 5 см, что исключает укладку сердцевины из прутьев. Здесь для усиления сопротивления к изгибам и сжатию используют волокна и жидкие присадки.

Технически упрочнители подразделяют на три группы: слабые, средние и сильные. Они также положительно влияют на стойкость бетона к морозам, снижают паропроницаемость.

Морозостойкость бетона

В условиях сурового климата и даже просто в климатических зонах, для которых характерны смена времен года и выраженная холодная зима, большое значение имеет устойчивость сооружений к низким температурам. В этих случаях в строительстве применяются бетоны с повышенными характеристиками устойчивости к воздействию отрицательных температур.

Морозостойкостью бетона называют его способность выдерживать повторяющееся замерзание и оттаивание.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10060.0-95, изготавливаются базовые образцы для подвергания замораживанию. Они должны соответствовать образцам для испытания на прочность.

После достижения проектного возраста образцы подвергают замораживанию при –130°С и оттаиванию при +180° С, затем измеряют прочность.

Если образец не потерял прочности при определенном количестве циклов замораживания и оттаивания, значит, он соответствует марке по морозостойкости.

Марку по морозоустойчивости принято обозначать буквой «F» и числом, которое показывает количество циклов замораживания и оттаивания:

1. до F50 — низкий класс морозостойкости;
2. F50—F150 — нормальный класс морозостойкости, применяется на всей территории России, срок эксплуатации конструкций до 100 лет;
3. F150—F300 — класс повышенной морозостойкости, применяется в условиях сурового климата;
4. F300—F500 — класс высокой морозостойкости, применяется в условиях повышенной влажности и промерзания грунта;
5. F500—F1000 — крайне высокая морозостойкость.

Популярные виды бетона для проведения наружных работ

В эту категорию входят:

• железобетон;
• силикатный бетон;
• асфальтобетон;
• керамзитобетон;
• перлитобетон;
• гидротехнический бетон.

Особенность железобетона заключается в сочетании обычного раствора с арматурой, преимущественно из стали. Его можно применять в любых климатических условиях без риска потери качеств. Силикатный бетон базируется на извести и кремнии, кварце или кремнезите. Его получают методом автоклавирования.

Асфальтобетон обладает повышенной плотностью и вязкостью. В его состав входят битум, песок и гравий, минеральная крошка. Гидротехнический бетон отличается увеличенной водонепроницаемостью.

Керамзитобетон наполняется не щебнем, а легким керамзитом. Этот заполнитель делает конструкции менее тяжелыми, повышает показатели тепло- и звукоизоляции. В классу легких относится и перлитобетон. Из-за небольшой прочности его обычно используют в целях декорирования. Чтобы купить качественный бетон для наружных работ, стоит обратиться на наш .

Что такое бетонная смесь, и из чего она состоит

Бетонной смесью или раствором называют «тесто», которое в процессе отвердевания становится бетоном. Это смесь вяжущего с водой и заполнителями.

Вяжущим в бетонной смеси является цемент.

Цемент

Это вяжущее вещество водного твердения. При перемешивании цемента с водой его компоненты вступают в реакции гидратации, причем одни компоненты включаются в реакции немедленно, другие — позже, поэтому прочность бетона нарастает постепенно, а расчетная прочность формируется на 28-е сутки. В результате реакций гидратации образуются кристаллические соединения, которые и обуславливают прочность готового бетона.

Какие виды специальных минеральных добавок в строительном бетоне

При строительстве летнего душа и туалета можно вводить в бетонный раствор различные добавки, которые способны интенсифицировать процесс схватывания и отвердения бетона, повысить его морозоустойчивость и водонепроницаемость.

Какие виды добавок в бетон используют в строительстве? Специальные добавки для бетонов применяют с целью изменения свойств вяжущих материалов в необходимом направлении. Среди них различают активные минеральные наполнители, добавки для специальных бетонов, ускорители твердения, замедлители схватывания, а также противоморозные добавки.

Активные минеральные добавки в бетон при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью и водой образуют тесто, которое после застывания на воздухе продолжает твердеть и может в течение длительного времени сохранять прочность в воде. Схватывание теста с таким видом добавок в бетон происходит не позднее чем через неделю после добавления воды.

Различают два вида активных минеральных добавок: природные (диатомит, трепел, опока, пепел, туф) и искусственные (доменные гранулированные шлаки, керамзит и т. п.).

Наполнители добавляют с целью снижения расхода цемента и увеличения плотности бетона. При затвердевании в нормальных условиях между такими добавками и вяжущими веществами не возникает химического взаимодействия.

Специальные строительные добавки в бетон широко используют в производстве жаростойкого бетона.

Поверхностно-активные добавки способны менять свойства поверхности, на которой они адсорбировались. Например, они могут повышать или, наоборот, снижать водопроницаемость поверхности, способствовать понижению ее твердости и т. д. Среди таких добавок можно выделить пластифицирующие, воздухововлекающие, микрогазообразующие и др.

Благодаря ускорителям твердения бетон быстро набирает прочность. К таким веществам принадлежат хлорид и нитрат кальция, сульфат и нитрат натрия и др.

Замедлители схватывания способствуют увеличению времени сохранения пластичности бетонной смеси. Замедлителями твердения являются природный гипс, сернокислое окисное железо и поверхностно активные вещества. При этом количество гипса и сернокислого окисного железа должно составлять не более 1%, а поверхностноактивных веществ — не более 0,3% от массы цемента.

Специальный

Здесь разновидности бетона столь же многочисленны, сколь и сама сфера применения этого строительного материала. Рассмотрим наиболее распространенные из них:

Жаростойкий бетон.

Изготавливается из тонкоизмельченных компонентов с повышенным содержанием активного кремнезема либо глинозема. Отлично работает при серьезных перепадах температур и длительном нагреве до +700-1700 °С (в зависимости от собственных огнеупорных свойств минеральных заполнителей). Используется в строительстве ТЭС и металлургических цехов, а также промышленных печей. Обладает хорошими прочностными показателями и имеет марку не ниже М250, но подвержен кислотной коррозии.

Гидротехнический.

Морозостойкий (до F300) вид бетона с минимальной водопроницаемостью. Применяется в производстве элементов канализационных и дренажных систем, плотин и некоторых подземных сооружений. Традиционно делится на дополнительные подгруппы: подводный и надводный, а также бетон переменного уровня. Все они работают в разных условиях среды, а потому отличаются по составу и характеристикам.

Дорожный.

К этой группе бетонов относятся атмосферостойкие смеси высокой прочности. Они используются в качестве дорожного покрытия, для обустройства промышленных площадок с интенсивной эксплуатацией, а также строительства ВПП (взлетно-посадочных полос).

Кислотоупорный вид бетона.

Также обладает невысоким водопоглощением за счет добавления в раствор жидкого стекла. Выдерживает нагрев до +1000 °С и обнаруживает стойкость к большинству агрессивных сред, кроме щелочей. Нашел широкое применение в отделке объектов химической промышленности. Однако как самостоятельный строительный материал почти не используется из-за относительно невысокой механической прочности, не превышающей В12,5-15.

Антирадиационный.

Имеет очень высокие показатели сопротивления растяжению и сжатию. Изготавливается на основе ПЦ либо ШПЦ с тяжелыми заполнителями – как правило, металлосодержащими. Мелкофракционными компонентами здесь выступают баритовые руды, дробь из чугуна или свинца. Все это может увеличить марку плотности до D6000.

Легкие бетоны

Существует и другой принцип классификации, который чаще применяют к легким и особо легким разновидностям ячеистых бетонов. Здесь уже все завязано на их плотность (а точнее – пористость). Она характеризует теплоизоляционные свойства искусственного камня и позволяет автоматически разделить на группы такой бетон по назначению:

D600 кг/м3 и выше – это конструкционные смеси и готовые строительные блоки. Они обладают достаточными показателями прочности, чтобы из них можно было создать не слишком массивную коробку дома в 2-3 этажа. Но их способность сохранять температуру внутри скорее идет как приятный бонус к основным характеристикам и не позволяет полностью отказаться от утепления.
D400-D600 – так называемые конструкционно-теплоизоляционные материалы, совмещающие в себе весьма среднюю прочность и более достойную энергоэффективность

Любой вид бетона с такими значениями плотности годится для строительства внутренних перегородок, но с осторожностью должен применяться при возведении даже малонагруженных ограждающих стен.
До D300-D400 – теплоизоляционные составы и изделия с высокими показателями пористости могут использоваться только в самонесущих и ненагружаемых конструкциях. Их главное назначение – сокращение энергопотерь через основные стены

Выпускаются в виде крупных и легких блоков, которые подходят для утепления многослойной кладки.

Разнообразные таблицы с техническими характеристиками бетонов не дают полного представления о возможностях их использования в строительстве. Поэтому прежде, чем выбирать такие материалы, необходимо изучать описание их эксплуатационных свойств и сферу применения.

Коэффициент водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона — это его способность не пропускать через себя воду под давлением, она неразрывно связана с морозостойкостью. Обозначается литерой W с коэффициентом от 1 до 20. Для увеличения водонепроницаемости в бетон на заводах вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки или применяют в затворении смеси гидрофобный или напрягающий цемент.

Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости позволяет без дополнительной гидроизоляции строительства подвалов в местах с высоким уровнем грунтовых вод, в том случае, если заливка стен и пола произведена профессионально без швов и перерывов. К тому же такой бетон долговечен — коэффициент морозостойкости у них высок, что идеально подходит для незащищенных конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах. Однако такой бетон недешев из-за высоких марок (с высоким содержанием цемента), особые условия так же требуются для того чтобы доставить и уложить его на объекте из-за быстрого времени схватывания.

Напоследок еще раз о том, от чего бетон может испортиться:

Во-первых, ни в коем случае не разбавляйте бетон водой при укладке. Жидкий бетон укладывается проще, чем твердый, но, нарушив водоцементное соотношение, Вы тем самым существенно снизите его марку, уменьшите его прочность.

Во-вторых, соблюдайте все необходимые условия перевозки бетона в миксере, время разгрузки, учитывайте погоду.

В-третьих, качественно уплотняйте смесь, оставленные из-за отсутствия вибрировании при укладке пустоты в бетоне, снижают марку бетона.

Плотность

Само изделие нельзя назвать плотным строительным веществом. Находящиеся в конструкции ячейки получаются из-за улетучивания излишков влаги, а также из-за того, что во время уплотнения раствора удаляется не весь воздух. Уровень плотности увеличивается в том случае, если были подобраны зернистые дополнительные компоненты, сделан правильный баланс между водой и цементом, после использования пластифицирующих веществ, а также при полном контроле за уплотнением бетонного раствора.

Если показатель плотности ячеистого изделия растет, то улучшаются и другие его параметры – крепость, противостояние влаге, перепадам и влиянию температур, сопротивляемость коррозии. Сырой материал после изготовления и кладки обязательно следует скорее уплотнить. По ходу уплотнительных операций нужно убрать воздушные пузырьки из массы, тщательно распределить раствор. Это поможет достигнуть повышенной плотности готового строительного материала. Однако вследствие подобных манипуляций изделие выходит достаточно тяжелым.

Если нужно получить легкий бетон типа В15, то в качестве дополнительного компонента стоит добавить керамзит. А для типа В25 лучше подойдет ракушечник.

Основные этапы бетонных работ

Условно технологию такого вида строительных работ можно разделить на пять основных этапов:

• транспортировка материала;
• подготовительные мероприятия (опалубочные);
• подача и прием смеси;
• уход за бетоном;
• распалубливание.

Первый этап очень важен, ведь в итоге необходимо получить раствор, отвечающий всем нормам и стандартам. Так, при транспортировке следует исключить попадание атмосферных осадков в раствор бетона, а также прямых солнечных лучей, потерю цементного молока и не допустить нарушение однородности.

Второй этап включает в себя работы по выбору бетонной смеси, материала опалубки, а также подготовку опалубки для подачи бетонного раствора. От данного этапа зависит практически весь остальной процесс бетонирования.

Третий этап заключается в правильной технологии подачи-приема бетонной смеси

Здесь важно следить за температурой подаваемого бетона, а также равномерностью его распределения по всему периметру опалубка. Данный этап должен занимать не менее полутора-двух часов

Уход за бетоном представляет комплекс мероприятий, благодаря которым бетон должен принять правильное состояние. Можно выделить несколько правил ухода:

• поливка бетона каждые 3 часа;
• укрытие его влагоемким материалом;
• сохранение оптимальной температуры;
• ограничение от всевозможных сотрясений и ударов.

Последний же этап, как правило, проходит на 7−10 сутки после заливки бетонной смеси. К распалубливанию можно переходить лишь после достижения 80% проектной плотности бетона.

Основные виды и их описание

Вспученный перлит – искусственный заполнитель для бетона.

Сегодня предлагается широкий ассортимент наполнителей для цементных смесей, придающих готовым конструкциям разные технико-экономические свойства. Подразделение на виды осуществляется по величине частиц и по назначению добавки. Основная классификация заполнителей бетона включает такие группы, как:

• природные вещества;
• искусственные материалы;
• промышленные отходы.

Первый и третий типы добавляются в бетонную массу без изменения свойств, внешнего вида или химического содержания. Искусственно полученные заполнители получают из нерудных материалов путем предварительной обработки. Их основные достоинства заключаются в высокой чистоте и отменном качестве, благодаря чему желаемый материал будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

Зернистость контролируется рассевом на ситах с разной величиной ячеек. Содержание пыли должно быть менее 5%, а частицы более крупного размера (свыше 10 мм) не должны присутствовать вообще. Оставшаяся фракция распределяется по гранулометрическому модулю. От точности размерного состава песка зависят конечные свойства бетона.

От органических примесей и глины песок тщательно отмывается, так как они способны снизить морозостойкость готового изделия. Бетон на мелком заполнителе, таком как тонкораздробленная полимерная фибра, позволяет получить плотные безусадочные конструкции.

Наполнители повышенной крупности

Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см.

Щебень считается более чистым, так как создается искусственным путем. В гравии, как природном материале, встречаются примеси. Шероховатость щебня повышает адгезионные свойства цемента, поэтому его чаще используют в растворах для приготовления высокопрочных конструкций.

Качества крупных материалов определяются по минеральному содержанию, фракционности, степени прочности сырья. Последний показатель должен минимум в полтора раза превышать прочность получаемого бетона.  Морозостойкость заполнителя отвечает за стойкость бетонной массы к критично низким температурам.

Назначение различных марок бетона по прочности

Прочность бетона, показатели М и В, определяют назначение бетонных смесей. Классификация бетонов регулируется ГОСТ 25 192 2012.

Классификация бетонов по морозостойкости

Морозостойкость бетона, обозначается буквой «F», показывает, сколько циклов «замерзания-размерзания» выдержит бетонная конструкция, сохраняя марку или класс прочности (до 95 %).

С показателем меньше F50 бетонные конструкции используют только в не промерзающих помещениях закрытого типа. Востребованы марки с показателями от F50 до F150. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях циклически переменной климатической зоны.

Материал с показателем F300 используют в условиях низкого температурного режима эксплуатации, в северных широтах. Для специальных объектов, с экстремальными погодными, эксплуатационными условиями применяют бетон F300 — F500.

Замес и укладка

Пластичность бетона определяют по положению на горизонтальной лопате. Если он съезжает, то — слишком пластичен, когда двигается при легком наклоне — степень пластичности невелика (средняя), а если не сползает с наклоненной лопаты — непластичен. Средний вариант пригоден для приусадебного строительства. Когда замес делают вручную, обязательно соблюдение последовательности введения компонентов: песок, цемент, после перемешивания — вода, щебень. Тщательность вымешивания обеспечивает полное покрытие смесью каждого камешка заполнителя, исключает пристеночные и донные уплотнения. Ручная укладка бетона боится медлительности. Задержка чревата расслоением.

Что такое железобетон?

Как отмечалось ранее, бетон рассматривается композитным материалом — цементной матрицей с заполнителями для армирования. Такая матрица хорошо работает на сжатие, но не на растяжение. Между тем проблема с растяжением решается, если применять стальную арматуру.

Жидкий бетон укладывают вокруг прочных стальных арматурных стержней (обычно связанных вместе формой клетки). Когда смесь застывает и затвердевает вокруг стержней, получается новый композитный материал – железобетон.

Термин «железобетон» говорит сам за себя. Укреплённая стальной арматурой бетонная структура, представляет собой уже модифицированный, более прочный строительный материал

Железобетонная конструкция характерна высокой сопротивляемостью сдавливанию (обеспечивает прочность на сжатие), в то время как сталь оказывает сопротивление на изгиб и растяжение (обеспечивает прочность на растяжение).

Стальные стержни (арматурные стержни) обычно изготавливаются скрученными прядями с выступами (гребнями, хребтами) на них. Благодаря выступам, арматура прочно закрепляется внутри бетона без риска скольжения. Теоретически допустимо использовать разные виды материалов под армирование.

Как правило, используется сталь, потому что имеет коэффициент расширения и сжатия примерно сопоставимые с теми же показателями бетона. Этот момент важен, так как сопоставимый по коэффициентам материал не способствует растрескиванию структуры в точках связи, на сто способен другой материал с иными коэффициентами. Однако иногда используются другие материалы, в том числе различные виды пластмасс.