Бетон: состав, разновидности, преимущества и недостатки

Самым распространенным материалом, который применяется практически во всех областях строительства, является цемент. На его основе выпускаются стеновые блоки и растворы, тротуарная плитка и плиты для перекрытий, покрытия для кровель и многое другое.

Условия применения добавок

Добавки, которые ускоряют процесс твердения бетона, применяют в нескольких ситуациях. К примеру, необходимость обусловлена холодной погодой. Согласно действующим стандартам, строительной смеси необходимо влажность воздуха на уровне 90% и положительная температура, иначе раствор просто не твердеет. Даже незначительное отклонение от указанных параметров негативно отразится на структуре материала. Решить проблему, обусловленную вмешательством небесной канцелярии, поможет правильно подобранная добавка. Строительные объекты, где требуется как можно быстрее демонтировать опалубку, также нуждаются в использовании специальных добавок. Применяют упомянутые смеси в ситуациях, когда застройщик планирует уменьшить количество используемых форм.

Что представляет собой бетон

Бетон является искусственным материалом, получаемым в результате смешивания в определенных пропорциях вяжущего, наполнителей и воды, после чего полученная смесь формуется, уплотняется и твердеет. В соответствии с ГОСТ 25192-2012, выпускаются различные разновидности бетона в зависимости от вида вяжущих компонентов (цемента, гипса, извести, шлака и др.) и заполнителей (плотных, пористых и специальных).

Бетоны могут различаться следующими характеристиками:

  • прочность;
  • условия затвердевания;
  • время набора прочности;
  • плотность;
  • морозостойкость;
  • водопроницаемость;
  • истираемость.

На эти свойства материала, а также темпы строительства и расход ресурсов можно повлиять, применяя добавки к бетону, которые являются экономичным и эффективным способом решения различных задач.

Выбор добавляемого компонента

Добавки, которые вводятся в бетон, необходимо выбирать в соответствии с требованиями, предъявляемыми к технологии. Выбор определенных компонентов должен решать следующие задачи:

  • улучшать технологические свойства бетона;
  • увеличивать прочность и водонепроницаемость;
  • повышать устойчивость к морозам и коррозии;
  • уменьшать количество времени на тепловую обработку;
  • сокращать расход дорогого цемента и заполнителя;
  • регулировать подвижность смеси.

Также следует учитывать не только качественные показатели смеси, но и условия их эксплуатации. Для достижения требуемых условий выбираются различные классификации добавок и их комбинации.

Выдержка бетона в естественной среде

Введение в состав пластифицирующих и воздухововлекающих примесей или их комбинации обеспечивает замедление процесса твердения, если выдержка производится в естественных условиях. В таком случае обязательно добавляются ускорители затвердевания.

Это условие особенно актуально, если температура окружающей среды менее 10°С. Добавки к бетону, которые ускоряют затвердевание, сокращают общее время до 2–3 часов.

Тепловая обработка

Выбор добавляемого компонента

Если конструкции подвергаются температурному влиянию, то добавление пластифицирующих и воздухововлекающих составляющих без увеличения темпа схватывания осуществляется только в одном случае. Этот происходит, когда технологический цикл составляет 13–14 часов для портландцементов. Время выдержки до начала тепловой обработки должно составлять не менее 2 часов, а температуру в процессе цикла необходимо повышать не более чем на 15°С за один час.

Экономия цемента

Для снижения количества цемента в бетонный состав добавляются пластификаторы, водоотталкивающие примеси и ускорители твердения. Общее значение экономии цемента для слабых пластифицирующих компонентов составляет от 5 до 8% от общего объема.

Если используются эффективные пластифицирующие добавки для бетона, экономия возрастает до 12%.

Конструкции повышенной прочности

Бетонный раствор, из которого они изготавливаются, представляет собой многокомпонентный состав. В него входят эффективные пластификаторы, воздухововлекающие примеси и ускорители твердения. Вопрос об экономии цемента при изготовлении ответственных конструкций не ставится. Он остается основным компонентом, обеспечивающим прочностные параметры. Также для получения бетона повышенной прочности используются специальные технологии, которые обеспечивают необходимое качество конструкции.

Разновидности и характеристики добавок

Добавки в бетон – это специальные химические продукты, которые добавляют в строительную смесь. Обычно их используют во время приготовления бетона или же при застывании с основным материалом. К преимуществам использования добавок в бетон можно отменить полную защиту смеси по объему. При этом уже созданную конструкцию обработать подобными средствами невозможно. В таких случаях используются пропитки.

Пластификаторы

Пластификаторы – специфические добавки, который значительно повышают подвижность бетона. Кроме того, они также повышают их прочность на 120-140%. Использование подобных добавок также позволяет добиться следующих улучшений:

  • Повысить морозостойкость на 1.5 марки;
  • Увеличить водонепроницаемость на 3-4 марки.

Известно, что использование пластификаторов позволяет снизить расход бетона в среднем на 25%. За счет этого удается значительно сэкономить на строительных материалах.

Ускорители набора прочности

Разновидности и характеристики добавок

Использование ускорителей набора прочности позволяет значительно повышают скорость затвердевания бетона. Кроме того, такие добавки повышают прочность бетона – его марку. В основе ускорителей набора прочности лежат гранулированный хлористый кальций. Обычно он используется для приготовления тротуарных плиток, пенобетонов, стеновых камней и других компонентов.

Применение ускорителей набора прочности удается ускорить производственный процесс. Это обеспечивается за счет меньшего простоя компонента в специальной форме. Таким образом, объем выпускаемой продукции значительно увеличивается. Укрепление бетона с помощью ускорителей происходит на несколько процентов – это избавляет от большинства сколов, которые влияют на внешний вид.

Добавки с противомраморным эффектом

Рисунок 2. Мраморный эффект на бетоне

Добавки с противомраморным эффектом позволяют нейтрализовать смолы в составе бетона. Использование таких средств значительно повышает водонепроницаемость смеси, препятствует расслаиваемости во время транспортировки. Это весьма важная добавка, которая повышает удобство обработки смеси.

Читайте также:  Как оформить стену над диваном на кухне?

Модификаторы бетонных растворов

Модификаторы – специфические добавки в бетон, которые повышают его прочность, увеличивают морозостойкость и подвижность смеси. Кроме того, существует ряд модификаторов, которые повышают противокоррозийные свойства бетона.

Комплексные добавки

Использование комплексных добавок для бетона значительно повышают его прочность, что доставляет огромный положительный эффект. Ряд компонентов направлено на повышение удобноукладываемости смеси. Также они улучшают технические характеристики бетона, такие как морозостойкость и водонепроницаемость.

Комплексные добавки для бетона сокращают необходимый объем воды для бетона, что позволяет снизить расход цемента. Комплексные добавки можно использовать с другими веществами – они не вступают в реакцию между собой.

Антикоррозийные

Разновидности и характеристики добавок

Антикоррозийные добавки в бетон делают его стойким к воздействию пресной воды, других агрессивных жидкостей, которые могут спровоцировать появление коррозии на материале. Использование антикоррозийных добавок позволяет добиться следующих эффектов:

  • Не допустить растворение компонентов готового камня;
  • Защитить поверхность от труднорастворимых образований, которые способствуют разрушению камня;
  • Препятствует вымыванию составляющих бетон продуктов.

Рисунок 3. Коррозия бетона

Суть использования антикоррозийных химических добавок обеспечивает частичное или полное связывание свободной гидроокиси кальция в бетоне. Также это позволяет повысить плотность и влагонепроницаемость камня за счет уменьшения пор в его структуре. Антикоррозийные добавки делают бетон гидрофобным.

Материал для замены цемента

Заменить цемент можно самыми различными смесями.

Применение клея на полиуретановой основе при возведении стен из газобетона позволяет полностью исключить теплопотери через швы между блоками.

Чаще всего цемент заменяют на такие вещества:

  • на сухую смесь из песка и извести (обычно это делают при оштукатуривании стен);
  • на алебастр (такой материал очень быстро схватывается, но по стоимости получившийся раствор не всегда выгоден, так как алебастр стоит дороже);
  • на гипс.

Согласно европейским нормам строительства, вместо обычного цемента применяют специальный клей. Блоки из получившегося раствора характеризуются высокой прочностью, но по своей сути они все же являются обычными бетонными, но только с использованием добавок, так что сильного отличия здесь нет.

Есть еще и другие заменители цемента, речь идет о смеси Quickmix. Но сегодня о ней информации очень мало, специалисты утверждают, что это обычный сухой цемент с добавками, то есть никакой выгоды от его использования нет. При выборе, какой материал применять для строительства вместо традиционного цемента, необходимо учитывать не только цену, но и те качества, которые будут обеспечиваться. Во многих случаях лучше остановиться на обычном цементно-песчаном растворе, особенно если не требуется высочайшая прочность, твердость и другие специфические качества.

Минеральные заменители

В качестве заменителей цемента часто применяются порошкообразные минеральные вещества, то есть наполнители и минеральные активные добавки. Применение таких составов позволяет не только снизить затраты на выполнение строительных работ, но и повысить такие свойства, как морозоустойчивость, прочность, водонепроницаемость приготовление бетонной подобные порошкообразные сухие смеси на этапе помола клинкера, но можно это делать и при его приготовлении.

Добавление микросилики в бетонную смесь повышает равномерность распределения компонентов в ней. Такая смесь удобнее укладывается.

Часто такие добавки включают следующие вещества:

  • естественного происхождения, то есть используется вулканический пепел;
  • побочные продукты металлургической промышленности (микросилика, кремнеземная пыль);
  • побочные продукты сгорания топлива (зола-унос).

Есть ряд заменителей, которые имеют техногенное происхождение. Среди таких веществ известен аморфный кремнезем, применяемый сегодня в качестве аналогов традиционным цементным смесям.

Микросилика, которая часто применяется в качестве минеральной добавки, является пылью, состоящей из микросфер, то есть микроскопических шариков, размеры которых составляют 0,1-0,3 мкм. При использовании в строительных смесях такая добавка имеет двоякое действие: подшипниковый эффект создает сферическая форма, пуццолановую активность – содержащийся в составе кремнезем.

Раствор, заменяющий цемент, часто включает для механического укрепления бетонного раствора такие вещества, как металлическая фибра, волокна из полипропилена, металлическая стружка.

Такие вещества не образуют арматурный каркас, но именно это способствует тому, что прочность бетона становится более высокой, особенно на изгиб либо при нагрузках. Вводятся такие добавки на этапе замешивания бетона.

Искусственные модификаторы

Поверхностно-активные добавки повышают водонепроницаемость бетонной смеси. Их введение способствует изменению структуры материала, повышая тем самым его технические свойства.

Для изготовления смесей-заменителей цемента часто применяются химические искусственные модификаторы в качестве добавок. Такие вязкие или порошкообразные материалы, которые легко растворяются в воде, применяются для получения нейтральных, слабощелочных смесей.

Модификаторы могут быть синтезированы специально под определенные нужды, что позволяет сделать растворы подходящими и очень качественными. Такие добавки для заменителей цемента являются продуктами органических реакций при переработке отходов лесохимической промышленности, целлюлозного, нефтехимического производства.

Самыми распространенными заменителями цемента являются поверхностно-активные вещества, проявляющие направленное, активное действие.

Выводы

Сегодня в современном строительстве стали очень популярны смеси, которые призваны заменить традиционный цемент. Они отличаются более низкой стоимостью, но их просто готовить для использования, а свойства их в некотором смысле даже выше, чем у обычного цемента. Вместе с такими растворами применяются и специальные модификаторы, представляющие собой искусственные химические вещества, позволяющие придать заменителям именно те свойства, которые необходимы в конкретном случае.

Улучшенные технологии бетона

В настоящее время в строительстве особенно популярна монолитная технология возведения зданий, это удобно для создания свободной планировки. Это особенно полезно для больших частных домов, где можно реализовать любые дизайнерские идеи.

Улучшенные технологии бетона

При монолитной технологии нагрузка на фундамент распределяется равномерно, и вся конструкция здания представляет собой целостную систему. Конструкция стены и опоры для монолитной технологии должны выполняться только при плюсовой температуре.

Улучшенные технологии бетона

Это же свойство распространяется и на железобетонные плиты, которые на заводе нагревают при достаточно высоких температурах. Следовательно, большинство строителей пытаются завершить бетонные работы до наступления холодов.

Улучшенные технологии бетона

В противном случае следует приложить дополнительные усилия для нагревания. Кроме того, следует отметить, что процесс возведения монолитных конструкций достаточно длительный и в результате увеличивается стоимость такого жилья. Квартиры в таком доме будут иметь площадь не менее 50 кв. м.

Улучшенные технологии бетона

Если вы решили поселиться в таком доме, не забывайте о важном бетонном свойстве, таком как звукоизоляция. Если не установлены дополнительные звукоизоляционные материалы, стены и потолки будут свидетелями жизни соседей.

Улучшенные технологии бетона
Улучшенные технологии бетона

Преимущества и недостатки

К преимуществам относят:

Читайте также:  Как подготовить стену под декоративную штукатурку различных видов

• небольшие затраты на сооружения из бетона за счет местного наличия материалов, входящих в его состав;• работа с сырьем может быть как автоматической, так и механической;• возможна конструкция различной формы;• стойкий и обладает долговечностью.

Недостатки:

• быстрое и прочное сцепление;• возникновение трещин;• удельный вес;• отсутствие морозостойкости недавно положенного раствора.

Последний недостаток значительно усложняет работу, так как при низких температурах схватывание раствора меньше в среднем в три раза. Если же показатели на градуснике упали до 0, раствор вовсе не застынет. При повышении температуры происходит оттаивание и процесс твердения продолжается. Однако перепады градусов не протекают бесследно и отрицательно сказываются на прочности материала.

Чтобы в дальнейшем защитить бетон, нужно изначально использовать только проверенные материалы.

Другие материалы по теме: Коррозия бетона Садовые дорожки, бетонные дорожки

Показать еще статьи из рубрики — СтройматериалыПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

Подсобные помещения в доме — новый тренд на рынке жилья
Заделка и армирование стыков двухуровневого потолка из гипсокартона
Зачем нужен обратный осмос
Монтаж гипсокартона — изготовление двухуровневого потолка со светодиодной подсветкой (Часть 3)
Как избежать ошибок при выращивании томатов

Уход за паркетом

Паркет требует особого ухода. Паркет практически эксклюзивный материал, потому что мало кому нравится возиться с уходом за паркетной доской. Но все неудобства компенсируют эстетические качества…

Подробнее

Настенная плитка 20 лет назад и сейчас

В советские времена вариантов отделки стен было не так уж и много – плитка да обои.

Подробнее

Встраиваемые варочные панели

Кухня является неотъемлемым элементом любого дома или квартиры, и если вы любите вкусно перекусить здоровой домашней едой, то к ее оснащению вам необходимо подойти самым тщательным образом…

Подробнее

Электрические приводы: как они устроены?

Приведение в движение элементов промышленного оборудования, транспортных средств требует использование приводов. Одним из наиболее распространенных является электрический.

Подробнее

Мебель для ванной комнаты

На современном рынке большой популярностью в последнее время стали пользоваться разнообразные мебельные модули, характеризующиеся присутствием угловой конструкции.

Подробнее

Дизайнерская кровать в домашних условиях

Все мы видели по телевизору передачи о ремонтах в квартире и на даче, в которых предлагаются миллионы различных вариантов и оригинальных дизайнерских решений…

Подробнее

Деревянные лестницы в доме

Во время строительства двухэтажного дома возникает вопрос – какой должна быть деревянная лестница? Сколько она займет места? Какую породу лучше использовать, чтобы она отвечала не только эстетическим требованиям, но и была безопасной?

Подробнее

Ипотека: какие нужно собирать документы

Берем ипотеку, с чего начать?

Подробнее

Как выбрать кухонный гарнитур?

В настоящее время кухня служит не только зоной для приготовления еды, но и местом, где собирается вся семья. Все чаще можно встретить совмещенные кухни с гостинной, а это значит, что на ней бывают не только повседневные трапезы, но и праздничные обеды и ужины.

Подробнее

Как снять квартиру в складчину в Москве: что должны знать съемщики

Нюансы совместной аренды квартиры. Что стоит прописать в договоре. Что делать, если один из арендаторов решил уехать. Как быть при нанесении ущерба имуществу хозяина квартиры.

Подробнее

Пропорции компонентов

Правильное соотношение в бетонном растворе компонентов — залог получения качественного материала. Оптимальным для постройки частного дома считается состав бетона для фундамента пропорции на одну часть цементного порошка четыре части щебенки (1/4). А в пропорции цемента и песка берется соотношение 13, то есть на 1 часть цемента (М 400) идет 3 части песка. В целом же вес цемента в цементном растворе должен составлять 14 от всей массы.

Но для затвердения бетона еще нужна вода. Важной характеристикой бетона является пропорция воды и цемента (так называемое водо — цементное соотношение). От данного соотношения зависит прочность бетона: чем меньше его значение, тем прочнее получается материал. Для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, максимальное водо — цементное значение составляет 0,75.

Частным застройщикам для небольшого объема работ, проще замешивать раствор на стройплощадке. В бетономешалки делается один замес раствора для фундамента в   такой примерно пропорции:

  1. 300 кг цементного порошка.
  2. 600 кг песка.
  3. 1300 кг щебенки.

Но у застройщика нет возможности взвешивать сыпучие материалы, когда он находится на месте строительства дома. Возникает вполне резонный вопрос, как сделать раствор для фундамента правильно. Для этого нужно знать пропорции бетона для фундамента в ведрах. Поскольку у всех компонентов насыпная плотность примерно одинаковая можно перемерить их и тогда состав бетона для фундамента пропорции в ведрах будет примерно такой:

  • Цемент 25 ведер.
  • Песок 43 ведра.
  • Щебенка 90 ведер.

При определении количества воды ориентируются на меру цемента: на одно ведро цементного порошка нужно добавить не полное ведро воды. Данный объем, смотря по ситуации, может варьироваться. К примеру, если опалубка армирована, то бетон замешивается более пластичным, чтобы он легче проникал внутрь каркаса.

Без армирования практичнее сделать его жестким, это ускорит застывание. В обоих случаях воды нужно добавлять столько, чтобы в готовом растворе не было лужиц. Для получения одного куба бетона разных марок оптимальное соотношение компонентов в объемном выражении изложено в таблице.

марка бетона цемент М 400 песок щебенка
М 150 1 ведро 3 ведра 5 ведер
М 200 1 ведро 2.5 ведра 4 ведра
М 300 1 ведро 1,7 ведра 3 ведра

В данных объемных показателях ведро может быть заменено любой мерой объема при условии сохранения пропорции.

Решая, как приготовить бетон для фундамента надо иметь в виду, что помимо пропорций нужно знать, в какой последовательности производить закладку компонентов. Вначале в бетономешалку заливается вода, чуть меньше нормы. Потом засыпается полпорции щебенки. А уже затем, цемент с песком и опять все компоненты тщательно перемешаются.

В самом конце засыпают оставшуюся щебенку. После этого нужно дать бетономешалке немного времени, чтобы она хорошенько перемешала все компоненты. И наконец, оценив густоту раствора, смотря по ситуации, добавить остаток воды или оставить как есть и еще раз тщательно все перемешать.

Состав бетона для фундамента пропорции в ведрах

Важно! Если пропорциональность бетонного раствора определяется ведрами, то необходимо обязательно брать в счет марку цемента. Если она меняется, то происходит замена пропорций в создании раствора.

Главные компоненты в составе бетона:

  1. Цемент – связывает между собой наполнители.
  2. Наполнители. К ним принадлежит: гравий, щебень, песок, сыпучие присадки.
  3. Вода.

Существует несколько способов замешивания пропорционального раствора бетона. Самым распространенным вариантом стали бетономешалки, в которые загружается необходимое количество ведер песка, щебня, цемента и воды, а затем устройство тщательно перемешивает материалы между собой.

Формирования раствора ведрами актуально в нескольких случаях:

  1. Для строительных работ требуется менее 4-м3 раствора.
  2. Неспособности доставить бетон из завода из-за проблем его с местоположением, например, компания по производству находится далеко, а затраты на доставку материала слишком высокие.
  3. Заливка фундамента происходит с перерывами, например, когда формируется несколько ярусов конструкции.
  4. На возводимом объекте отсутствует доступ к установке автосмесителей и бетономешалок.

Пропорции бетона на фундамент в ведрах

Как правило, измерения с помощью ведер используется при незначительных объемах работы.

Весовые размерности составляющих для изготовления бетонного раствора:

  • цемент – 1;
  • песок – 3;
  • щебень (гравий) – 5.

Каждая компонента бетонного раствора отличается разным объемным весом, например, масса одного ведра песка составляет 19,5 кг, цемента – 15,6 кг, а гравия – 17 кг. Поэтому на практике удобный вариант пропорций цемента, песка и гравия – 2:5:9. В некоторых ситуациях гравий меняют на щебень.

Если возведение конструкции проводится своими руками, то применяется готовая песчано-гравийная смесь (ПГС). Соотношение бетона для фундамента к смеси составляет приблизительно 1 ведро цемента к 5 ведрам ПГС.

Виды пластификаторов и их характеристики

В соответствии с ГОСТом пластификаторы делятся на пластификаторы и суперпластификаторы. Как можно понять из названия пластификатор влияет на пластичность бетонной смеси и в этом его основное предназначение.

Улучшая пластичность, он влияет на водопотребность и этот эффект мы уже разобрали ранее.

Пластификаторы – это поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые относятся к классу лигносульфонатов.

Химия взаимодействия этих веществ с частицами клинкерного цемента довольно сложная, она заключается в понижении поверхностного натяжения воды и вовлечения воздуха в раствор.

Самым известным пластификатором будет простое мыло.

Пластификаторы выпускаются в следующих состояниях:

  • жидкие, готовый раствор;
  • пастообразные, концентрированный раствор;
  • порошок.

Суперпластификаторы это такие вещества, которые не только великолепно влияют на пластичность бетонов и растворов, но и содержат такие компоненты, которые дополнительно улучшают такие его свойства как:

  • воздухововлечение;
  • гидрофобизация;
  • морозостойкость;
  • ускорители твердения;
  • замедлители твердения;
  • коррозионная стойкость арматуры и бетона.

Такое комплексное применение поверхностно-активных веществ в современном строительстве позволяет говорить о гиперпластифицирующем эффекте.

Они повышают прочность, улучшают растекаемость смеси, что даёт возможность заливать густоармированные конструкции, повышают коррозионную стойкость как арматуры, так и самого бетона.

Можно задаться вопросом, почему нужны такие взаимоисключающие свойства, как ускорение твердения и замедление твердения.

Это будет зависеть от условий заливки и расстояний от завода производителя бетона до объекта. Если дальнее расстояние, то нужен замедлитель, а если нужно быстро разбирать опалубку по условиям проекта, то надо применять ускоритель.

Применение различных марок

Бетон в строительстве используется почти повсеместно. Однако для каждой работы требуется использовать определённую марку:

Применение различных марок
  • При изготовлении бетонных подушек, на которых будет располагаться основание фундамента здания применяют М 100, М 150. При этом должны применяться специальные пропорции бетона для фундамента.
  • Для установки половых стяжек, различных дорожек или подпорок подойдёт марка М 200.
  • Самая распространённая марка – это М 350. Из такого цемента можно делать монолитный фундамент. Он также подойдёт для разного рода несущих конструкций. Эта марка используется для создания дорожных покрытий.
  • Цемент М 250 и М 300 представляет собой материал с промежуточными свойствами между М 350 и М 200.
  • Более прочные разновидности применяются относительно редко. Так, например, М 400 и М 450 используются при строительстве гидросооружений.
Применение различных марок

Важно правильно выбрать марку бетона для конкретной задачи.

Применение различных марок
  • Особенно прочные разновидности цемента используются в тех случаях, когда к зданиям и сооружениям применимы особые требования. М 500 и М 550 могут использоваться при закладке метро или плотины.
Применение различных марок

Степень прочности материала должна соответствовать выполняемой работе.

Применение различных марок