Что такое тяжелый бетон и особенности его использования

Тяжелый бетон своими руками

Если планируется готовить смесь самостоятельно, необходимо тщательно изучить пропорции бетона М350, требования к компонентам и запастись бетономешалкой. Самостоятельно замешать раствор данной марки очень трудно, так как из-за щебня он будет тяжелым и добиться однородности будет непросто.

Этапы производства бетона М 350:

• Загрузка сухих компонентов (кроме крупного заполнителя) в чашу бетономешалки
• Тщательное перемешивание сухих ингредиентов
• Добавление воды в чашу с постоянным перемешиванием смеси
• Введение в смесь пластификаторов, присадок для придания раствору тех или иных свойств
• Засыпка твердого заполнителя с предварительным тщательным смачиванием водой
• Перемешивание до тех пор, пока наполнитель не распределится в растворе равномерно

Смесь нужно использовать максимум в течение 2 часов после замеса (момента соединения цемента с водой). Если нет возможности готовить самостоятельно, бетон б 25 можно заказать на заводе.

Правда, в таком случае окончательная стоимость включит не только цену компонентов, но и различные издержки производства, плюс прибыль компании и транспортные расходы.

Влияние качества компонентов

Качество составляющих оказывает прямое влияние на свойства и характеристики итоговой смеси. Цемент, в первую очередь, обязательно должен быть свежим – произведенным максимум за 6 месяцев до работы с ним, правильно хранившимся в оптимальным условиях.

Чтобы проверить качество цемента, достаточно набрать субстанцию в руку, сжать кулак. Цемент должен остаться рассыпчатым и достаточно рыхлым. Если же в нем образуются крупные комки – скорее всего, его неправильно хранили и часть свойств уже утеряна. Стоит помнить также о том, что удельный вес раствора зависит от марки цемента.

Песок для раствора В 25 выбирают только очищенный – в нем вообще не должно быть каких-либо примесей, но особенно глины. До введения в раствор песок тщательно просеивают, при необходимости – даже промывают.

Если любой компонент демонстрирует повышенные показатели влажности, допускается уменьшить объем воды. В приготовлении смеси Б25 советуют использовать питьевую (очищенную) воду – именно так поступают в условиях промышленного производства. Вода низкого качества может ухудшить свойства смеси.

Правила укладки

Как и все тяжелые бетоны, смесь класса В25 состав предполагает достаточно серьезный, поэтому и укладывать ее нужно правильно. Придерживаясь нескольких простых правил, удастся выполнить работу быстро и качественно.

Как укладывать бетон М350 – подготовка:

• Тщательная подготовка поверхности – удаление мусора и всего ненужного, очистка от грязи
• Монтаж опалубки из деревянных брусков или полированных щитов ДСП (элементы потом могут использоваться неоднократно), использование уже готовой конструкции
• Подготовка перемычек и распорок для обеспечения достаточной прочности опалубки
• Армирование будущей стяжки специальными стержнями или сетками

Опалубку мастера советуют создавать несъемную, так как в таком случае она сможет выступить еще и в роли утеплителя. Армирование даст возможность сделать бетонный монолит более стойким к разным типам нагрузки и долговечным.

Заливая марку М350, бетон следует распределять максимально равномерно и обязательно вибрировать. Использование вибратора или метода штыкования позволит убрать все полости и пустоты в монолите, обеспечив высокое качество камня и дав гарантию, что раствор с нужными характеристиками сохранит все свои свойства после застывания и полного цикла набора прочности.

При заливке этой и других марок бетона в первые дни необходимо обеспечить оптимальные условия для качественного схватывания раствора. Первые 10-11 суток поверхность брызгают водой, защищают от ультрафиолета, осадков. Через несколько дней можно демонтировать съемную опалубку.

Максимальный показатель прочности и окончательное затвердевание гарантированы по прошествии 28 суток после заливки. Но чем выше температура окружающей среды, тем меньше времени займет процесс. Это же правило работает и в обратную сторону – при низкой температуре воздуха монолит может твердеть дольше.

Бетон марки М350 – качественный и прочный раствор, способный обеспечить элементу, конструкции или объекту надежность и длительный срок эксплуатации. При условии соблюдения технологии производства (верный выбор компонентов с оптимальным их соотношением) и заливки бетона можно гарантировать отличный результат.

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Состав бетона

Чтобы изготовить раствор высокой прочности и отличающийся лучшим качеством по остальным характеристикам, соединять составляющие нужно, соблюдая следующие пропорции:

• 1 часть цемента.
• 2 части песка. Как правило, в тяжелых бетонах используют крупнозернистый песок. Это нужно, чтобы увеличить прочность, так как в данном случае песок используется как связующий компонент.
• 4 части заполнителя. Подходит любой заполнитель, какой для вас наиболее доступен.
• 0,8 части воды. Вода должна быть чистой и без примесей.

В общем составе доля химических примесей составляет не более 4-5% от общего веса получившейся массы.

Бетон полностью твердеет, «становится взрослым» по истечении 28 суток при условии, что в помещении температура была не ниже 16-18°С, а влажность не превышала 50-60%.

Важно! Не добавляйте в раствор много примесей, так как это может дать обратный эффект, и раствор не будет обладать даже изначальными свойствами

Расчет состава и замес

При составлении расчетов будущей смеси необходимо придерживаться рекомендуемых значений и требований, поскольку они определяют прочность и надежность сооружения. Специалисты предлагают готовые пропорции, позволяющие грамотно рассчитать соотношение всех компонентов:

Марка бетона	Кол-во бетона из 10 л цемента (л)	Состав объема из расчета на 10 л (П/Щ)	Общий массовый состав (Ц/П/Щ) (кг)
450	29	10/22	1/1, 1/2,5
400	31	11/24	1/1,2/2,7
300	41	17/32	1/1,9/3,7
350	43	19/34	½,1/3,9
200	54	25/42	½,8/4,8
150	64	32/50	1/3,5/5,7
100	78	41/60	¼,6/7

При выполнении замеса своими руками необходимо руководствоваться следующей инструкцией:

1. Подготавливаем емкость, где будет осуществляться замешивание смеси.
2. Помещаем в тару воду (в случае с другими типами бетона изначально помещается наполнитель).
3. Вносим в состав цемент, песок и наполнитель, продолжая перемешивать раствор.
4. Дальше вносим дополнительные компоненты и пластификаторы, если это нужно.
5. Раствор замешивается до тех пор, пока не получится однородная консистенция, не содержащая комков.

Придерживаясь такого руководства, можно сделать качественный раствор бетона, который будет соответствовать всем требованиям и нормам.

Виды

По показателям удобоукладываемости цементные составы делятся на 3 категории:

• Ж — жесткие;
• СЖ — сверхжесткие;
• П — подвижные.

Бетонные составы, которые используют в производственной деятельности, оценивают по нескольким техническим параметрам.

Основным из них является удобоукладываемость, которая показывает:

• способность раствора в процессе заполнения объемов формировать плотную однородную массу;
• легкость укладки;
• отсутствие расслаивания;
• прочность после полного затвердевания состава.

Удобоукладываемость одновременно характеризуется по 3 критериям: подвижность массы, жесткость материала, связность раствора.

Марка цементного раствора по удобоукладываемости	Стандарт удобоукладываемости по показателю:
Жесткости, секунд	Подвижности, см
Проседание конуса	Расплыв конуса
Ж — жесткие смеси
Ж1	От 5 до 10
Ж2	От 11 до 20
Ж3	От 21 до 30
Ж4	От 31 до 50
СЖ — сверхжесткие растворы
Ж1	До 50
Ж2	От 51 до 100
Ж3	От 100
П — подвижные бетонные составы
П1	До 4	От 1 до 4
П2	От 5 до 9
П3	От 10 до 15
П4	От 16 до 20	От 26 до 30
П5	От 21	От 31

Жесткие смеси

В состав жестких бетонных смесей входит минимальное количество воды, поэтому исходный материал получается наиболее прочным. Их еще называют трамбованными бетонами, которые используют для возведения ответственных конструкций.

Они отличаются более прочным сцеплением с арматурой и формируют гладкие поверхности. При прерывании бетонирования с использованием жестких бетонов отдельные слои имеют меньшее сцепление между собой, чем при использовании пластичных составов.

Технологический процесс изготовления жестких бетонных смесей более сложный и дорогостоящий. Поэтому этот строительный материал применяют чаще для возведения сооружений, которые в процессе эксплуатации будут подвергаться большим нагрузкам.

Сверхжесткий бетон

Для производства сверхжестких бетонов рабочие смеси подвергаются гидротермальной обработке. После тщательного перемешивания цементные составы уплотняют и сразу переводят из сыпучего состояния в твердый материал. Т.е. промежуточное разжижение состава отсутствует.

Этот стройматериал редко применяют в промышленной сфере. Такие смеси чаще используют в технологиях по производству материала автоклавного твердения.

Подвижные бетонные смеси

Подвижные растворы используются для производства железобетонных изделий и заливки монолитных конструкций.

Такие растворы маркируются от П1 до П5:

• смеси с минимальным показателем подвижности — П1;
• максимально пластичные — П5

Для заливки монолитных бетонных сооружений используются составы с маркировкой П2, П3. А в смеси категории П4, П5 дополнительно добавляют пластификаторы.

Способность раствора сохранять однородную структуру и не расслаиваться в период его перевозки и укладки определяет связность состава. В процессе уплотнения тяжелые крупные наполнители (гранит, щебенка) проседают вниз, а измельченный керамзита, наоборот, поднимается к поверхности.

Это явление отрицательно сказывается на прочности и структуре материала. Чтобы этого не допустить, необходимо точно рассчитать количество мелкофракционного наполнителя, использовать минимальное количество воды и дополнительно использовать специальные пластификаторы.

Показатель удобоукладываемости зависит от марки цемента, состава цементного теста, активных добавок, пропорции песка и крупных наполнителей, а также объема воды, используемой для разжижения.

Сферы применения

Специфические свойства тяжелого бетона позволяют использовать его для решения крупных строительных задач, включая:

1. Обустройство ж/б конструкций. Чтобы увеличить прочностные показатели и сократить время застывания, в состав вводят особые минеральные наполнители и подвергают тепловой обработке.
2. Возведение гидротехнических сооружений. Подобная сфера требует особого внимания и ответственности, поэтому к классу материала предъявляются высокие требования. Чтобы обустроить промышленный объект с повышенной степенью устойчивости используется особо твердый бетон. Его характеризует большой срок службы и устойчивость к внешним факторам.
3. Нанесение покрытия на автомобильные магистрали и дороги аэродромов. Тяжелый бетон, плотность которого достаточно высока, может выдерживать большие нагрузки от массивной техники, а устойчивость к отрицательным температурам способствует обустройству надежного и долговечного покрытия.
4. Заливка оснований под промышленные объекты. За счет улучшенных прочностных свойств материал может использоваться для возведения фундаментов под крупные постройки.
5. Закладка стен и перекрытий помещений, к которым предъявляются высокие требования в плане надежности. К таким относятся банковские хранилища, государственные объекты, химические предприятия и заводы.

Бетон тяжелого типа необходим для всех конструкций, которые сталкиваются с большими нагрузками. За счет особых свойств и характеристик его популярность остается высокой, несмотря на появление новых материалов и решений.

Помощь в расчете состава

Расчет сырья, необходимого для производства полноценного тяжелого бетона, считается сложной и важной задачей, от правильности решения которой будет во многом зависеть результат стройки. Можно воспользоваться уже готовыми таблицами, разработанными специалистами на основании длительного практического опыта

Примерное соотношения щебня (Щ), песка (П) и цемента (Ц) марки М400, можно определить по следующей таблице:

Марка бетона	Кол-во бетона, полученное из 10 л цемента (л)	Состав объема цемента из расчета на 10 л (П/Щ)	Общий массовый состав (Ц/П/Щ) (кг)
450	29	10/22	1/1,½,5
400	31	11/24	1/1,2/2,7
300	41	17/32	1/1,9/3,7
350	43	19/34	½,1/3,9
200	54	25/42	½,8/4,8
150	64	32/50	1/3,5/5,7
100	78	41/61	¼,6/7

Иногда с целью достижения более надежного результата полученные пропорции можно менять (уменьшать или увеличивать).

Довольно часто неопытные строители используют специальные компьютерные программы, с помощью которых можно с высокой степенью точности быстро произвести подбор состава тяжелого бетона: количество основных и вспомогательных материалов, необходимых для замеса цементной смеси.

Виды бетонов по типу вяжущего вещества

По виду основного вяжущего вещества классифицируют бетоны.

Среди них выделяют:

1. Цементные. На основе цемента различных марок, самый распространённый и востребованный вид бетонных смесей. Их используют для внутренних и наружных строительных работ. Востребованные марки бетона, изготовленные на основе портландцемента.
2. Специальные. В зависимости от назначения в цементные смесей добавляют разного рода наполнители, к примеру, металлическую мелкодисперсную стружку для прочности. Добавление магнезита повышает жароустойчивость, барита увеличивает защитные свойства материала от проникновения рентгеновского, радиационного излучения.
3. Железобетон. Армирование бетонных конструкций металлом.
4. Шлакощелочной. Изготавливают из шлакощелочного цемента, в состав которого входит измельченный шлак. При добавлении щелочных компонентов, происходит химическая реакция между алюмсиликатами, глинистыми компонентами. Пор техническим характеристикам, морозостойкости, водонепроницаемости, прочности превосходит бетон на основе цемента. Утилизируются отходы производства, шлак. Перспективное направление развития строительной отрасли.
5. Пенобетон. Вспененная цементная смесь, с добавлением песка, воды, строительного фиброволокна. Отличается низкой теплопроводностью, хорошими показателями влагостойкости. Различают конструктивный, теплоизоляционный пенобетон, соответственно маркируется.
6. Газобетон. Пористый материал, изготавливается методом автоклавирования. Низкая теплопроводность, но может впитывать влагу.
7. Фибробетон. Насыщение цементной смеси фиброволокном придаёт ему дополнительную прочность. Происходит этот процесс за счёт скрепления всех компонентов между собой множеством мелких волокон.
8. Арболит. Блоки изготовленные на основе цемента и стружки дерева. Теплый материал, но впитывает влагу.
9. Кевларобетон. Изготавливается на основе мраморной, граничной крошки, полиэфирных смол, жидкого стекла с добавлением катализатора. Получается имитация натурального камня. Либо по технологии на основе цементных окатышей, с использованием гравитационной бетономешалки.
10. Полимерцементный. К цементу добавляют полимерные наполнители, смолы. Бетонная смесь приобретает дополнительную прочность, отличаются высокой водонепроницаемостью.
11. Гипсовый. Используется для отделочных внутренних строительных работ. Добавление пластификаторов, фибры, других компонентов повышает прочность, влагостойкость.
12. Силикатный. Делают на основе кремнезёма, гидрата оксида кальция. Автоклавная высокотемпературная обработка повышает прочность.

Универсальные свойства бетонной смеси в том, что в зависимости от состава компонентов, добавок получают материалы с широким диапазоном технических характеристик.

Марки и классы бетонов

Эти характеристики зависят от объема вяжущего в рабочем составе. Чем больше эти значения, тем быстрее твердеет состав, и тем сложнее его укладывать. Прочность схватившегося бетона проверяется лабораторными испытаниями неразрушающим методом сжатия бетона прессом на исследуемых образцах.

От типа строительного объекта зависит марка используемого бетона. Например, средний показатель марки, при котором строительство дома будет считаться надежным и долговечным – M 100, M 150. Самая популярная марка — M 200. При конструировании монолитных оснований сооружений бетон M 350 считается лучшим, так как он может выдерживать любые расчетные нагрузки. Такой бетон заливают на фундаменты площадки монолитной конструкции и массивные сооружения.

Класс – это прочность материала, измеряемая в кг/см2 или в Мпа. Прочность обеспечивается по классу не ниже 0,95 для любых значений в диапазоне В1-В60. В процессе набора прочности класс может изменяться.

Марка – нормативный параметр, обеспечивающий среднюю прочность бетона в кгс/см2 или в Мпа х 10. Для бетона тяжелых марок эти значения находятся в диапазоне от M 50 до M 800. Чем более прочные бетоны, тем выше цифры в обозначении марки.

Эта зависимость выражается следующими формулами: В = R х 0,778, или R = В / 0,778, при условии, что значение прочности бетона может варьироваться в пределах n = 0,135, а коэффициент обеспеченности t = 0,95 при температуре 15 — 250С. При повышении температуры поверхности твердение ускоряется.

Физико-механические и деформационные показатели бетонов

Соответствие класса морозостойкости и водонепроницаемости

Параметры эксплуатации	Морозостойкость	Водонепроницаемость	Товарный бетон, марка
Цикличная заморозка и размораживание при насыщении влагой и при температуре:
В условиях низких температур ≥ -400С	F 150	W 2	БCГ В 20 ПЗ F 150 W 4 (М 250)
≥ -200С/-400С	F 100	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С	F 75	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С	F 50	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при периодическом насыщении влагой и влиянии внешних факторов:
≥ -400С	F 100	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -200С/-400С	F 50	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С	—	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С	—	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
Цикличная заморозка и размораживание при отсутствии насыщения влагой:
≥ -400С	F 75	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -200С/-400С	—	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С/-200С	—	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)
≥ -50С	—	—	БCГ В 15 ПЗ F 100 W 4 (М 200)

Свойства влагонепроницаемости бетонов Каждая марка бетона имеет ограничения по водопроницаемости, которое помогает понять степень максимального давления воды на бетон. В индивидуальном строительстве чаще находит применение пользование приблизительной водонепроницаемостью бетона. Основные марки бетона по влагопроницаемости:

1. W 4 — нормальная влагопроницаемость, при которой уровень поглощаемой бетоном влаги не превышает норму;
2. W 6 — пониженная влагопроницаемость;
3. W 8 — низкая влагопроницаемость;
4. Марки выше W 8 обладают повышенной гидрофобностью.

Что входит в состав тяжелого бетона

В независимости от вида и марки тяжелого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:

Вяжущий компонент – в его качестве используют различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800. От него зависит не только конечные прочностные характеристики, но и время затвердевания искусственного камня. Например, для приготовления раствора М200, предназначающегося для заливки базиса здания лучше всего использовать портландцемент М400.
Мелкий заполнитель – его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют средне фракционный песок

Важно, чтобы он был максимально чистый и без глинистых включений. Особенно это важно, если вы собираетесь сами делать смесь для заливки фундамента М250 классом В20 или М200 классом В15.
Крупный заполнитель – придает дополнительную прочность

Собственно, из–за его содержания бетон и называется тяжелым. В зависимости от вида и назначения смесей используют всевозможные заполнители. Самый популярный из них – кубовидный щебень гранитных пород. Для изготовления раствора М200 лучше всего использовать сырье фракцией 10 – 20 мм.
Вода. Чтобы раствор получался максимально качественным нужно использовать воду средней жесткости без дополнительных примесей и загрязнений.
Пластифицирующие добавки. Практически в любой современный бетон входит такой важный компонент, как пластификатор. Их существует множество видов, классифицирующихся в зависимости от направленности действия: придающие прочность, увеличивающие морозостойкость, пластичность, гидрофобность, вязкость, разжижение. Например, для фундаментного раствора М200 обычно берут пластификаторы, повышающие прочность затвердевшего камня.

Тяжелый бетон – это самый долговечный строительный материал, который можно приготовить самостоятельно. Нужно только произвести расчет правильного состава тяжелого бетона.

Как замешать бетон своими руками

Чтобы предотвратить уменьшение объема цемент разбавляют наполнителями. В основном песком. Кстати песок тоже бывает разный. Совсем мелкий, речной песок, не самый лучший вариант. А вот так называемый «горный», на ощупь он даже колючий, создает наиболее прочный цементный раствор. Цемент плюс песок, плюс вода, это «клей», которым надо соединить отдельные камешки другого наполнителя бетона – щебня.

Таблица

Все компоненты «склеиваются» в монолитную массу в течение не менее 21 дня, но и тут не обходится без тонкостей. Марка цемента это еще не все, что определяет прочность бетона. Немало зависит от качества щебня. Если вместо него использовать кирпичный бой или гальку с речного берега, то бетон будет непрочным. Щебеночный наполнитель должен быть очень твердым, типа гранита.

Прочность его не должна уменьшаться в течение всего срока эксплуатации бетонного сооружения. Так же он должен иметь почти одинаковые размеры всех камешков в общей массе. И размер этот не должен быть слишком большим или маленьким. Поэтому лучше всего использовать щебень промышленного изготовления.

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.

Комплектация бетонного завода

От выбора оборудования зависит и производительность завода, от 25 до 250 кубометров за час.

Стандартным набором линии производства бетона является бетоносмеситель, силосы, дозаторы. Ключевым агрегатом, конечно же, является бетоносмеситель.

Смесители бывают 2-х видов:

• Одновальный – более дешёвый, но его мощи не хватит для крупномасштабного производства.
• Двухвальный – дорогой, но надёжный и мощный агрегат.

Если планируется круглогодичное изготовление бетона, то завод нужно укомплектовать системой подачи пара или же помещение должно быть хорошо отапливаемым (в том числе и то, где хранится сырье). Это нужно, чтобы подогревать материалы при низкой температуре. Также завод, работающий в зимний период нужно утеплить сэндвич-панелями или другими теплоизоляционными материалами.

Пропорции бетона

Правильно подобранные пропорции компонентов бетонной смеси важны для получения качественного искусственного монолита. Зависят они от марки изготовляемого бетона и используемого для его приготовления цемента.

Например, при использовании для приготовления бетона цемента марки М-400 пропорции для различных марок бетона будут такими:

• М100 — 1 кг цемента, 7 кг щебня, 4,6 кг песка;
• М200 — 1 кг цемента, 4,8 кг щебня, 2,8 кг песка;
• М300 — 1 кг цемента, 3,7 кг щебня, 1,9 кг песка;
• М450 — 1 кг цемента, 2,5 кг щебня, 1,1 кг песка.

С повышением марки бетона расход наполнителей — песка и бетона — уменьшается, а количество расхода цемента остается одинаковым. Эта тенденция сохраняется и при использовании других марок цемента, хотя пропорции компонентов бетонной смеси будут другими. Чем выше марка цемента, тем большую массу наполнителей он может связать.