Удельный вес тяжелого бетона зависит от наполнителей и колеблется в
пределах 1800-2500 кг на м. Наполнители также определяют другие
характеристики бетона, важнейшие из которых перечислены ниже.
Прочность, или степень сопротивляемости материала при сжатии, считается
основной характеристикой бетона. В зависимости от показателей прочности
бетон маркируют, присваивая цифровой код: М100, М150, М200, М250, М300,
М400, М500, М600. Так как прочность бетона довольно изменчивая величина,
то расчетная прочность бетона определяется на 28 день после заливки
образца (обычно в форме куба) при стандартных условиях окружающей среды
(температура воздуха 20 °С, влажность 90-100%).
Другое свойство бетона, учитываемое при классификации, – подвижность
(обозначается буквой П). Подвижность можно охарактеризовать как степень
осадки материала после заливки. Выражается в цифрах от 1 (осадка до 10
см) до 5 (более 20см). При заливке полов, стяжек достаточно
использование бетона с невысокими показателями подвижности (П2-П3), а
при заливке армированных сооружений лучше использовать марки бетона с
более высоким коэффициентом подвижности.
Бетоны с высокими показателями подвижности («литой» бетон) получаются
путем добавления в смесь различных веществ и в частном строительстве
почти не используется. Морозостойкость определяется числом повторяющихся
процессов заморозки с последующим отмораживанием бетона, которое он
способен выдержать без потери своих свойств и технических характеристик.
Коэффициент морозостойкости выражается буквой F и варьируется от 25 до
1000.
Гигроскопические свойства бетона характеризуют водонепроницаемость
материала. Чем меньше бетон пропускает воду под давлением, тем выше
показатель водонепроницаемости бетона. При маркировании обозначается
коэффициентом водонепроницаемости W (W2, W4, W6 и так далее до W20).
Этот показатель имеет наибольшее значение при использовании бетона в
гидротехнических сооружениях.
В зависимости от плотности и размера наполнителей тяжелые виды бетона
характеризуется пористостью, которая выражается в процентных отношениях и
колеблется от 6 до 15%. Чем меньше показатель пористости бетона, тем
выше он по качеству, т.е., чем меньше пустот в материале, тем он
прочнее.
Кроме этих показателей тяжелый бетон характеризируется рядом других
свойств: теплоустойчивостью (у тяжелых видов бетона она невысокая),
коррозийной стойкостью, ползучестью и т.д. Бетон с наиболее низкими
показателями основных характеристик (например, марки М100 или М150)
используют в основном при подготовительных работах.
При заливке фундамента эти марки бетона можно использовать как стяжку
перед установкой арматурного каркаса с последующей заливкой более
высококачественными видами бетона. Наполнителем бетона для этих марок
чаще всего служит щебень или гравий. Наиболее часто используемый бетон в
частном строительстве – бетон марки М200. Он имеет достаточно надежные
эксплуатационные характеристики и пригоден не только для стяжки и
заливки полов, но и для изготовления различных строительных конструкций:
плит, лестниц и тому подобных сооружений. Прочность его вполне
достаточна для заливки различного типа фундаментов частных домостроений.
В качестве наполнителя чаще используется гравийный, известковый или
гранитный щебень.
Бетоны более высокого класса чаще всего используются в промышленном
строительстве для изготовления бетонных перекрытий, монолитов, балок,
колонн и других сооружений с высокой эксплуатационной нагрузкой. Бетоны
марок М400-М600 используются для строительства специальных
железобетонных конструкций: плотин, хранилищ, мостов и так далее. В
частном строительстве эти марки бетона практически не применяются из-за
высокой стоимости и особенностей технических характеристик (быстро
схватывается). Благодаря особым добавкам, эти марки бетона
характеризуются высокой морозоустойчивостью, водонепроницаемостью и
низкой пористостью (наполнителем является гранитный щебень).
Легкие виды бетона
Для заполнения внутренних конструкций, не несущих экстремальную
нагрузку, используются легкие виды бетона, в которых применяются
принципиально другие наполнители – легкие и пористые. Удельный вес таких
форм бетона не превышает 1500 кг на м. В зависимости от вида
наполнителя легкие бетоны разделяют на пористые и ячеистые бетоны; в
зависимости от природы наполнителя – на натуральные и искусственные.
Наиболее часто в качестве искусственных наполнителей для легкого бетона
используют керамзит и различные шлаки. К природным наполнителям относят
породы вулканического и осадочного происхождения.
По наличию пор в материале различают обычные и пористые бетоны. В
обычных легких бетонах отсутствуют поры, и легкость этому материалу
придают пористые наполнители, например, керамзит. В отличие от них, в
газо- или пенобетонах воздушные полости образуются в самом материале.
По виду заполнителя различают керамзитобетоны, пемзобетоны, шлакобетоны и
другие. Легкие бетоны могут быть силикатными, цементными,
цементно-известковыми и так далее.
По характеру применения легкие бетоны разделяют на следующие группы:
теплоизоляционные с удельным весом 500 кг на м,
конструктивно-теплоизоляционные с удельным весом до 1400 кг на м и
конструктивные, удельный вес которых выше 1400 кг на м. Последние два
вида бетона классифицируют на марки в зависимости от удельного веса
материала: 500, 600, 800 и так далее.
Прочность легкого бетона находится в прямой зависимости от марки и
количества используемого цемента, а также от прочности самого
наполнителя. В то же время теплоизоляционные свойства бетона находятся в
обратной зависимости от этих показателей. Поэтому, в зависимости от
конкретных эксплуатационных требований по использованию бетона, опытным
путем находят оптимальное сочетание этих характеристик.
Немаловажное значение при изготовлении бетонной смеси имеет величина
соотношения воды и цемента. В среднем для изготовления оптимальной смеси
пористого и крупнопористого бетона с крупным наполнителем эта величина
примерно составляет 0,5, с колебанием в ту или иную сторону в пределах
0,1. Широкое применение в современных строительных технологиях получили,
так называемые, ячеистые легкие бетоны из газо- и пенонаполнителей.
Специальные марки бетона
Специальные марки бетона адаптированы к экстремальным эксплуатационным
условиям. В зависимости от специальных добавок они обладают
жаростойкими, кислоустойчивыми, гидротехническими свойствами, могут быть
устойчивы к радиации и так далее. Также специальные марки бетона могут
обладать сочетанием некоторых из этих свойств.
Например,
гидротехнический бетон, используемый в подводных конструкциях (сваи
мостов, плотины и тому подобные сооружения), должен обладать высокой
водонепроницаемостью, устойчивостью к перепадам температур, коррозии и к
химически агрессивной среде. Для его изготовления применяют специальные
виды цемента с гидрофобными и минеральными добавками.
В конструкциях, подверженных длительному воздействию высоких температур,
используют жаростойкий бетон. В зависимости от предельных температур,
выше которых происходит деформация и нарушение функциональных свойств
бетона, жаростойкий бетон разделяют на три группы: жароупорный
(эксплуатируется в температурном режиме не выше 1500-1600°С),
огнеупорные (рабочие температуры в диапазоне 1500-1770°С) и
высокоогнеупорные (выше 1770°С).
Кроме выше перечисленных видов бетона, в промышленности применяются и
другие виды бетона со специальными свойствами. Это силикатные,
кислостойкие, радиационно-устойчивые, в состав которых входят различные
горные породы, сплавы металлов и другие специфические наполнители.