Бетон - это что такое? Состав, производство и применение бетона

Строительство сегодня очень сложно представить без использования бетона. Он представляет собой искусственный камень, который применяется при возведении зданий и сооружений, ограждений, а также разных конструкций и элементов. Бетон довольно широко используется для изготовления хозблоков, отмосток и пешеходных дорожек.

Этот материал универсален, он обладает широкой областью использования. Изготовить его можно самостоятельно или выполненный в условиях завода. Смешивание компонентов осуществляют в металлических или деревянных коробах, мобильных бетономешалках или ванных. С помощью бетономешалок на строительной площадке можно обеспечить наибольшую продуктивность, качественное перемешивание ингредиентов и сокращение времени работы. Важно исключить попадание в смесь посторонних примесей. Специалисты рекомендуют соблюдать технологию и учитывать пропорции.

Бетон – что это

Бетон – это искусственный строительный камень, который получается в результате формования и затвердевания смеси. Ее ингредиенты должны быть рационально подобраны и качественно уплотнены. В роли основных ингредиентов выступает вяжущее вещество, им может быть цемент. В процессе также используются мелкие и крупные заполнители, а также вода. В составе могут быть и дополнительные добавки, а некоторые смеси и вовсе не предусматривают наличия воды, в данном случае речь идет об асфальтобетоне.

Применение бетона

Где же его используют? Бетон – это материал, который может классифицироваться на несколько разновидностей. Каждая из них предполагает свою область использования. Например, особо тяжелый бетон применяется в атомных электростанциях. Его вес составляет 2500 кг/м³. Если речь идет о тяжелом бетоне, то он используется для изготовления фундаментов, а также при строительных работах, где изготавливаются конструкции из железобетона. Тяжелый бетон обладает весом в пределах от 1800 до 2500 кг/м³.

Легкий бетон используется для изготовления панелей, перекрытий и стеновых блоков. Его вес равен пределу от 500 до 1800 кг/м³. Особо легкие бетоны применяются для теплоизоляции фасадов зданий и сооружений. Вес этого материала не превышает 500 кг/м³. Помимо прочего, сегодня распространено применение бетона, в котором присутствуют специальные примеси. Последние призваны улучшать или изменять характеристики, среди которых следует особенно выделить:

• плотность;
• прочность;
• теплопроводность.

Если более подробно рассматривать такие материалы, то можно выделить жаростойкий бетон, который в процессе эксплуатации может претерпевать нагрев до 1000°C. А вот высокой устойчивостью и прочностью на изгиб обладает дорожный бетон. Гидротехническая смесь имеет высокую устойчивость к коррозии, повышенную плотность и водонепроницаемость.

Состав бетона: основные компоненты

Бетон – это материал, который предусматривает наличие основных компонентов, среди них следует выделить песок, щебень, цемент и воду. Что касается песка, то он может иметь фракцию в пределах от 1,2 до 3,5 мм. Слишком мелкий песок использоваться не может. При выборе этого компонента следует обращать внимание на чистоту. Если в материале присутствует глина или ил, то они должны находиться в объеме не больше 5%. В противном случае бетон окажется менее прочным, ведь будет жирным из-за глины. В итоге материал просто раскрошится.

Перед использованием качество песка необходимо проверять. Для этого его насыпают в емкость с проточной водой и взбалтывают. Если вода будет мутной, то о высоком качестве песка говорить не придется. Бетон – это материал, при изготовлении которого используется гравий или щебень. Это может быть керамзит, лом кирпича и гранитный отсев. Частицы в данном случае должны иметь размеры в пределах от 1 до 8 см. Если же изготовлением раствора вы планируете заняться самостоятельно, то этот параметр не должен превышать 2 см.

Важно удостовериться в том, что щебень не имеет мусора и глиняных примесей. Если использовать более крупную фракцию, то это станет причиной потери прочности, а также неудобства проводимых работ. Цемент является одним из основных компонентов. Его расход зависит от марки. Количество цемента определяется по пропорциям. В продаже можно встретить:

• портландцемент;
• шлакопортландцемент;
• пуццолановый цемент.

Первая разновидность применяется для всех видов строительства и для заливки фундамента. Для самостоятельного приготовления раствора эта разновидность выступает в качестве оптимальной. Пониженной морозостойкостью обладает шлакопортландцемент, кроме того, он влагостоек. А вот пуццолановый цемент используется при строительстве подводных и подземных конструкций, ведь имеет высокую влагостойкость. Производство бетона невозможно без использования воды. Она не должна иметь масел, примесей, эмалей, красок и нефтепродуктов. Абсолютную чистоту, однако, гарантировать сложно.

Пропорции бетона

Если вы решите изготавливать бетон на строительной площадке самостоятельно, то необходимо ближе ознакомиться с пропорциями. Они зависят от марки бетона и используемого цемента. Если последний имеет марку М400, то для получения бетона М100 необходимо добавить 7 кг щебня и 4,6 кг песка. Цемент добавляется в количестве 1 кг.

Для получения бетона марки М200 следует смешать 4,8 части щебня и 2,8 части песка. Цемент добавляется в том же объеме. Для того чтобы получить бетон марки М300, следует соединить 1,9 кг песка и 3,7 кг щебня. Цемент добавляется в неизменном объёме. Как и для приготовления бетона марки М450. А вот песок и щебень в данном случае должны быть добавлены в следующих соотношениях: 1,1 : 2,5.

Приготовление бетона

Если изготавливать бетон вы решили самостоятельно, то на чистый пол или в специальный бак необходимо насыпать горку песка и гравия. Важно соблюдать необходимые пропорции, на следующем этапе засыпается цемент. Смесь перемешивается, а в верхней части горки делается углубление в виде кратера. Туда наливается вода.

Для получения однородного раствора сухую смесь необходимо подсыпать с краёв. Когда изготавливается строительный бетон с использованием бетономешалки, нужно для начала налить 10 л воды в бак, а после добавить гравий и песок. Состав перемешивается в течение нескольких минут, а после добавляется ещё 2 л воды и цемент. Жидкость добавляется в необходимом количестве до получения требуемой консистенции бетона.

Производство в условиях завода

Строительный бетон изготавливается на мобильных мини-заводах, которые оснащены автоматическим оборудованием. Это позволяет выпускать готовый продукт высокого качества. Стационарный завод по изготовлению смеси может выпускать до 60 м³ за час. Процесс производства бетона выглядит так же, как и при самостоятельном его изготовлении.

На первом этапе определяются объемы компонентов, которые после перемешиваются до однородной массы. К составу добавляется вода, чтобы получилась консистенция густой сметаны. Такой состав используется для гражданского, многоэтажного и частного строительства. Его прочностные характеристики определяются проектом, как и состав.

Добавки для бетона

Добавки в бетон позволяют улучшить качество раствора без значимых материальных затрат. Такие компоненты делятся на несколько групп, среди них:

• добавки для морозостойкости;
• ускорители набора прочности;
• самоуплотняющиеся добавки;
• суперпластификаторы;
• добавки для подвижности;
• модификаторы;
• комплексные добавки.

Что касается суперпластификаторов, то они необходимы для повышения подвижности смеси и увеличения прочности материала. Суперпластификаторы придают материалу плотность и водонепроницаемость. Это снижает расход дорогостоящего цемента для обеспечения прочности.

Изучая добавки в бетон, вы должны обратить особое внимание на ускорители набора прочности. Они позволяют повысить скорость набора прочностных характеристик. Происходит это в течение первых трех суток. Довольно часто в процессе производства раствора используются добавки для сохранения подвижности. Они востребованы при длительных перевозках и в жаркое время года.

При пониженных температурах используются добавки для морозостойкости. А вот модификаторы улучшают эксплуатационные характеристики. Это позволяет получать высокопрочный бетон на основе цемента и заполнителей. Производство бетона может предусматривать использование добавок для самоуплотнения. Это упрощает бетонирование тонкостенных и армированных конструкций.

На бетонную смесь комплексно воздействуют соответствующие добавки. Они удобны тем, что избавляют производителя от необходимости покупки компонентов для обеспечения нужных свойств. Использование таких ингредиентов исключает взаимодействие некоторых химических элементов, что может привести к негативным последствиям.

Разновидности пигментов и их свойства

Пигменты обычно представляют собой сухие порошки, в основе которых лежит оксид железа или медный фталоцианин. Последняя основа по качеству несколько лучше, она способна обеспечить максимальную яркость и долговечность оттенка. Пигменты для бетона воздействуют по одинаковому принципу: процесс предполагает поглощение и отражение определенных световых волн.

Пигменты отличаются коррозионной, температурной, световой и химической устойчивостью. Например, существую пигменты, которые наиболее уязвимы к нагреву, среди них: синий, зеленый, железооксидный желтый. При этом потери от света происходят при 700°C. Стандартные красителей экологичны, поэтому их используют при отделке жилых помещений. В промышленных условиях при изготовлении бетонной смеси используются следующие пигменты для бетона:

• технический углерод;
• двуокись титана;
• умбра;
• окись хрома.

Эти ингредиенты подбираются и дозируются не по объему массы, а по количеству цемента. Используя выбранный состав, вы должны проверить его действие на эталонных пробах. Это позволит избежать неприятных сюрпризов, ведь многие порошки попросту не способны окрашивать крупные фракции заполнителей по типу щебня. Помимо вышеупомянутых пигментов, сегодня известны кислотные красители, которые применяются методом протравливания затвердевшего бетона. Иногда такие составы используются для конструкций, которые эксплуатировались в течение длительного времени.

Бетон марки М200: государственные стандарты и некоторые особенности

Этот материал может относиться к легким или тяжелым разновидностям, что зависит от заполнителя. Пропорции регламентируются технической документацией и остаются неизменными. В состав бетона М200 входят:

• цемент;
• заполнитель;
• песок;
• добавки.

Заполнителем может выступить щебень или гравий, а вот добавки используются для повышения износостойкости, прочности и скорости схватывания. В общем случае материал обладает водонепроницаемостью класса W2, тогда как подвижность относится к классу П2. Эта смесь соответствует уровню морозостойкости F50.

Данный раствор применяется в монолитном и каркасном строительстве. Он распространён при необходимости устройства полов, формирования подбетонка и укладки стяжек. Отлично зарекомендовал себя бетон М200 при обустройстве ленточных фундаментов. Раствор идет на изготовление сборных элементов по типу лестничных маршей и тротуарной плитки.

Если бетон изготавливается по государственным стандартам 7473-94, то он соответствует нормативным требованиям. Пропорции этой смеси выглядят следующим образом: 1 единица цемента марки М500, 4,8 единиц щебня и 3,2 единицы песка. Иными словами, для того чтобы получить куб бетона, необходимо подготовить 860 кг песка, 265 кг цемента и 1270 кг мелкофракционного щебня. Объем используемой воды должен быть равен 180 л. Ее количество не должно превышать 20% от веса всех ингредиентов.

Дополнить этот бетон, ГОСТ которого был упомянут выше, можно пластификаторами, стабилизирующими веществами, гидрофобизатором, морозостойкими компонентами и присадками для увеличения прочности. Основным достоинством описываемой марки является низкая стоимость по сравнению с прочными вариантами. Поэтому если на конструкцию не будет оказываться сильное воздействие в процессе эксплуатации, то следует обратить внимание именно на эту марку бетона. Она обладает хорошей сцепляемостью с металлическими поверхностями и подходит для заливки железобетонных фундаментов.

Этот бетон, ГОСТ которого обязательно должен соблюдаться, может оказаться более морозостойким, если осуществить теплоизоляционные работы. Среди отрицательных свойств этого материала следует выделить низкую степень водонепроницаемости.

О прочности тяжелого бетона

Тяжёлый бетон может обладать разной прочностью, о которой можно узнать по марке. Она указывает на прочность на сжатие. Это значение выражается в кгс/см². Цифра после буквы указывает приблизительное значение прочности. Например, у бетона марки М250 этот показатель равен 261,93 кгс/см², тогда как бетон марки М400 имеет прочность, которая эквивалентна 392,9 кгс/см².

Прочность бетона марки М450 равна 458,39 кгс/см2. Тогда как если марка выглядит следующим образом: М500, то прочность в данном случае достигает отметки в 523,87 кгс/см².

Прочность бетона и его марка зависят от количества цемента, который входит в состав. Чем его объём больше, тем выше окажется марка и наоборот.

Заключение

Теперь вам известно, какое количество компонентов необходимо соединить, чтобы получить куб бетона определенной марки. Эти пропорции следует соблюдать, только тогда в итоге удастся получить высокопрочную конструкцию. От ее надежности и долговечности порой зависит качество всего здания. Но для начала вам необходимо определить, бетон какой марки лучше использовать для решения тех или иных задач.

Если не учесть марку бетона, то можно столкнуться с проблемами в процессе эксплуатации конструкции. Это обусловлено тем, что некоторые бетоны подходят, например, для фундаментов, тогда как другие можно использовать только для возведения легких перегородок. Кроме того, конструкции, эксплуатируемые на улице, требуют специальных добавок в виде тех, что обеспечивают морозостойкость. А если работы проводятся зимой, то требуется пластификатор.