Бетонные смеси

Полимерцементные бетоны изготавливают на смешанной связующей основе, которая состоит из цемента, латексов и водорастворимых смол.

Шлакощелочные бетоны получают из затворенных щелочными растворами молотых шлаков. Такие составы начали применяться в строительстве недавно.

Специальные бетоны получают благодаря применению особых вяжущих средств. Например, для жаростойких и кислотноупорных бетонов применяется жидкое стекло, в качестве вяжущих используют нефелиновые, шлаковые и стеклощелочные элементы, получаемые из отходов некоторых видов промышленности.

Классификация бетонов по плотности – основные виды [18]

На значение плотности прежде всего влияют характеристики крупного заполнителя (диабаз, гранит, гравий, доломит, известняк, керамзит и т.д). Плотность – это один из главнейших факторов, отвечающих за устойчивость бетонного элемента к сжатию, его морозостойкость, водонепроницаемость и т.д. По плотностным параметрам отличают следующие виды бетона:

• Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Такие смеси получают на заполнителях из горных пород, таких как известняк, диабаз, гранит;
• Особо тяжелые (свыше 2500 кг/м3). Их создают на стальных опилках либо стружках, барите или железной руде;
• Легкие или облегченные (от 500 до 1800 кг/м3). Такие составы готовят на керамзите, пемзе, туфе и иных пористых заполнителях. К этому классу принадлежат ячеистые бетоны (в частности пенобетон, газобетон и т.п. пористые материалы), готовящиеся путем вспучивания вяжущего компонента, воды и тонкомолотой добавки, а также бетон крупнопористый на легких заполнителях.

Классификация по назначению

В зависимости от условий эксплуатации будущих железобетонных конструкций производители строительных материалов выпускают бетонные смеси тех или иных видов. Основной упор здесь делается на поведение будущего ЖБИ или монолитной конструкции в специфических условиях. Где– то требуется высокая сульфатостойкость, где– то огнестойкость, а где– то устойчивость к вибрации, ударным нагрузкам и т.д. В зависимости от условий работы будущей железобетонной конструкции выбираются следующие виды смесей:

• обычный (для создания фундаментов, колонн, балок и плит перекрытий, других железобетонных конструкций);
• гидротехнический (для облицовки каналов, шлюзов, плотин, канализационных и водопроводных сооружений);
• для аэродромных и дорожных покрытий, тротуаров;
• бетон специального назначения (для защиты от радиации, а также жароупорный и кислотостойкий).

Отдельно важный параметр имеет прочность бетона. Этот параметр во многом зависит от количества вяжущего, вводимого в состав при затворении смеси. Чем больше цемента входит в состав смеси, тем выше марка и класс будущего бетона. Это один из важнейших параметров, учитываемый в любых типах и видах смесей, независимо от их классификации.

Марка или класс – это главный показатель качества бетонной смеси, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона.

Другие же показатели, такие как: морозостойкость, подвижность, воднонепроницаемость – в данной ситуации отходят на второй план. Первоначально, всё же, – выбор по марке или классу.

 Вообще, прочность бетона  – довольно изменчивый параметр, и в течение всего процесса твердения – она нарастает. Например: через трое суток – будет одна прочность, через неделю – другая (до 70% от проектной, при соответствующих погодных условиях). Через стандартный срок – 28 дней нормального твердения – набирается проектная (расчётная) прочность. Ну а через полгода она становится ещё выше. В принципе, твердение бетона и набор его прочности идёт долгие годы.

Марки бетона в цифрах м 100, м 150, м 200, м 250, м 300, м 350, м 400, м 450, м 500 Полный диапазон марок от м 50 до м 1000. Основной диапазон применения 100– 500. Марка бетона напрямую зависит от количества цемента в составе бетонной смеси.

Класс бетона B 7.5, B 10, B 12.5, B 15, B 20, B 22.5, B 25, B 30, B 35, B 40 Полный диапазон классов от В 3.5 до B 80. Основной диапазон B7.5– B40.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы (Таблица 1)

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям строителей.

Цифры марки бетона (м– 100, м– 200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием (специальным прессом) кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современном строительстве чаще используется такой параметр как – класс бетона. В общем и целом, этот параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах – прочность с гарантированной обеспеченностью. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах.

При разгрузке бетона, необходимо взять пробу и отлить пару– тройку кубиков размером 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера.

Перед заливкой бетона в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем– то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики хранятся при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб– кубиков:

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

Таблица 1

Прочность, марка, класс бетона

Класс бетона	Средняя прочность данного класса, кгс/кв.см	Ближайшая марка бетона
В3,5  В5  В7,5  В10  В12,5  В15  В20  В25  В30  В35  В40  В45  В50  В55  В60	46  65  98  131  164  196  262  327  393  458  524  589  655  720  786	М50  М75  М100  М150  М150  М200  М250  М350  М400  М450  М550  М600  М600  М700  М800

 

Твердение бетона.

Прочность бетона нарастает в результате взаимодействия цемента с водой. По –научному этот процесс называется гидратация цемента. Гидратация останавливается, если в молодом и набирающем прочность бетоне высыхает или вымерзает вода (влажность). Высыхание и замерзание молодого бетона существенно ухудшает его свойства и прочностные характеристики. А молодым он считается, как минимум, пару недель.

С потерей влаги, необходимой для нормального процесса гидратации, надо бороться. Ведь теряется не только влага, а теряется ещё и прочность. Вернее, – она не набирается.

Молодой бетон, как ребёнок, нуждается в уходе и питании. Только вместо каши – бетону нужна вода. И тогда он отблагодарит долгими годами безупречной службы.

Свежеуложенный бетон, в жаркую погоду неплохо бы накрыть мокрой мешковиной, или хотя бы плёнкой ПВХ.

1– 5 дневные бетонные конструкции – не помешает поливать водой. Хуже не будет.

При минусовых температурах возможно замораживание бетона. Замерзает естественно не бетон, а вода в нём. Да так же останавливается процесс гидратации цемента.

Что самое любопытное, он может продолжится весной, когда оттает. Если конечно всю конструкцию не размоет к тому времени. Естественно, прочность и морозостойкость такого бетона может быть существенно ниже, чем должно быть при нормальном твердении. Даже существуют специальные методики, так называемого, раннего замораживания бетона. Бетон с небольшим количеством противоморозных добавок укладывают при низких температурах (– 15– 30). Он замерзает и в таком виде живёт до начала прихода более теплой погоды. Ближе к весне бетон просыпается и начинается процесс гидратации цемента.

Противоморозные добавки для бетона здесь нужны в качестве эдакого стабилизатора процесса. То есть: бетон заливали при – 25, добавки введены с расчётом на температуру – 10 градусов. Он замёрз. Благодаря наличию добавок, при повышении температуры до – 5 +5, бетон не реагирует на цикличные изменения температуры, присущие весеннему периоду, когда температура плавает из минуса в плюс. Он не замерзает– оттаивает, а стойко переносит эти колебания. Единственное ограничение – такие монолитные конструкции нельзя эксплуатировать в этот период.

Существует такое понятие как критическая прочность бетона. Своеобразная грань, по достижении которой, за дальнейшую жизнь бетона можно не волноваться. Этот порог для разных марок бетона – разный. Высокие марки бетона имеют более низкий % порог критической прочности (25– 30% от проектной прочности), низкие марки – более высокий %. Во всяком случае, при нормальных условиях критическая прочность бетона достигается примерно за сутки. Именно поэтому, так важны первые сутки жизни бетона.

C замораживанием бетона  тоже можно и нужно бороться. Нижеперечисленные меры обычно помогают в этой борьбе.[30]

Использование противоморозных добавок в бетон

Так назваемые ПМД. Противоморозные добавки всего не дают воде замерзнуть и отчасти ускоряют процесс твердения. Раньше, для этих целей применялись всякие страшные соли, которые любили, со временем, покушать арматуру. Сейчас используют более щадящие составы и препараты.

Электропрогрев бетона

Существуют специальные трансформаторы, электроды, и электроподогреваемые опалубки. Это – идеальный вариант для зимней заливки бетона. Но, к сожалению, он практически недоступен для частного застройщика. Аренда, доставка, монтаж. А самое главное – такие системы кушают по несколько десятков кВт электроэнергии в час, что сразу ставит электропрогрев бетона в разряд нереальных. Какая загородная подстанция позволит подключить 80 кВт транформатор...

Если среднесуточная температура на улице не очень низкая: 1– 2 градуса, можно просто укрыть конструкцию пленкой. Не факт, что поможет. Это скорее – авральная мера. Когда привезли и уложили бетон, а вечером вдруг резко похолодало. Процесс гидратации цемента сопровождается выделением тепла. И сберечь это тепло можно и нужно. Можно поставить газовую или дизельную пушку, чтобы задувало теплым воздухом под укрытие. Первые дни жизни бетона – особенно критичны и ответственны.

На заводах ЖБИ и ЖБК нет такой проблемы. Железобетонные изделия: сваи, бетонные фундаментные блоки ФБС, плиты перекрытия, дорожные плиты – пропариваются в специальных камерах, что позволяет добиться отличных результатов по скорости набора прочности. Там тебе и тепло и влага.

 

1.2 Использование  бетонных смесей в ландшафтном дизайне

 

Декоративный бетон, из которого сегодня создаются удивительно красивые дорожки и заборы, выкладываются площадки для отдыха и площади, практически ничем не напоминает унылые серые покрытия и блоки, использующиеся в городской архитектуре в прошлом веке.[42]

При помощи бетона разного цвета и формы можно создавать орнаменты и узоры, преображая сад и создавая замечательные декоративные покрытия, которые радуют взгляд. (Рисунок 1)

У современного декоративного бетона масса плюсов, поэтому он нашел широкое применение и в ландшафтном дизайне, и в оформлении площадей и скверов больших городов и площадок для отдыха:

• способность выдерживать механическую нагрузку;
• устойчивость к агрессивным химическим соединениям, нефтепродуктам;
• способность выдерживать перепады температур в большом диапазоне;
• устойчивость к ультрафиолетовому излучению и истиранию.

Рисунок 1. Бетонные дорожки в цвете

 

Дорожка или площадка из такого покрытия прослужит очень долго – в состав материала входят особые добавки, препятствующие появлению трещин и расслаиванию. Декоративность бетонной плитке придает цвет, рисунок на поверхности, оригинальная форма.

Бетон в садовом дизайне

Современная бетонная плитка или покрытие, созданное при помощи форм, способны передавать разнообразные эффекты: имитировать дерево, натуральный камень, керамику, кирпич. При помощи малых архитектурных форм, изготовленных из этого материала (перекладин, балясин), можно создать великолепные перила, ограждения для беседки, а двор украсить бетонными вазонами в античном стиле. (Рисунок 2)

 

Рисунок 2 Декоративный бетон

Выделяют три основных разновидности этого отделочного материала: плитка или цельное покрытие, имитирующее природный камень, плитка с рельефной поверхностью, цветной бетон.

Цветной бетон

Разноцветная плитка или цельное покрытие получается в результате добавления в смесь красящих пигментов. Можно выбрать практически любой цвет – желтый, красноватый, синий, темно– зеленый и эффектно дополнить садовую композицию дорожкой нужного цвета, сделать подъездные пути, место для парковки оригинальным и эстетичным.  Благодаря особым пигментам плитка сохраняет стойкий цвет, независимо от влияния природных факторов.