Высокопрочный бетон – это многокомпонентная смесь, которая после затвердевания может выдерживать очень большие нагрузки. Материал изготавливается по современным технологиям с точной дозировкой каждого составляющего и тщательным перемешиванием. Используется он в высотном строительстве, при возведении промышленных зданий и сложных инженерных конструкций. Для частных и небольших построек покупать этот материал нет смысла – он слишком дорогой и доступный далеко не во всех регионах.
В этой статье вы узнаете, в чем особенность высокопрочного бетона, какие у него есть достоинства и недостатки.
Что такое высокопрочный бетон
Согласно ГОСТ 25192-2012 и ГОСТ 31914-2012, высокопрочным считается бетон класса В60 (марки М800) и выше. Современные технологии позволяют изготавливать даже материалы классов В100-В150 (марок М1500-2000). Но они крайне редко используются в мире, а в России практически не встречаются.
Высокопрочный бетон может выдерживать нагрузки 60-150 МПа, или 800-2000 кг/см2. Но за счет чего достигаются такие показатели?
Прочность этого материала обеспечивается его особым составом, технологией изготовления раствора и укладкой.
В состав высокопрочного бетона входят:
- Цемент марок М550-М600
Вяжущее вещество изготавливается из клинкера очень тонкого помола. Удельная поверхность частиц – 4000-5000 см2/г. Благодаря этому свойству увеличивается активная площадь, которая может реагировать с компонентами бетона и прочно связывать между собой заполнитель. - Микрокремнезем
Это активная минеральная добавка, полученная при добыче феррита и кремния. Частицы микрокремнезема в 100 раз меньше, чем у цемента. Они скапливаются вокруг цементных зерен, задерживают продукты гидролиза и обеспечивают прочное сцепление. Вместо микрокремнезема или вместе с ним в высокопрочном цементе используют также измельченные вулканические породы (туф, пемзу), метакаолин, нанокремнезем (кремниевую кислоту), золу уноса, измельченный в порошок шлак. - Минеральная мука
Это измельченная плотная горная порода (кремний, гранит). Частицы муки в 10 раз меньше, чем цемент. Они заполняют пустоты между мелкими зернами и повышают плотность материала. Также минеральная мука улучшает реологические свойства раствора, увеличивает его текучесть. - Песок
Для производства высокопрочного бетона используют мытый кварцевый песок без глинистых и пылевидных частиц, средней и крупной фракции (размер зерен 1-3 мм). - Щебень
Высокопрочный бетон делают только на щебне из магматических пород – гранита, диабаза, базальта. Форма камней должна быть кубической, максимальный размер зерен – 40 мм (но в большинстве случаев используются фракции 5-10, 5-20, 10-15, 10-20). Раствор можно сделать и без крупного наполнителя, только на песке – тогда получится мелкозернистый высокопрочный бетон. - Суперпластификаторы
Без качественного суперпластификатора приготовить высокопрочный бетон невозможно. Он позволяет снизить водно-цементное соотношение (оно не должно превышать 0,4), придает смеси подвижность, удобство укладки, позволяет транспортировать раствор на большие расстояния. В качестве пластификатора используется поликарбамид, продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, продукты поликонденсации меламина, лигносульфонаты и другие вещества.
Согласно новейшим технологиям, в бетонную смесь добавляют комплексные модифицирующие добавки – модификаторы. Они состоят из гранул микрокремнезема, метакаолина или золы уноса, плотно упакованных в затвердевшую пленку суперпластификатора. При добавлении воды пленка растворяется, и каждый компонент начинает выполнять свою функцию. Добавки в таком виде дольше сохраняют свои свойства, их удобнее транспортировать.
В бетонах с большим содержанием цемента и низким водно-цементным соотношением возникает проблема – при затвердевании они дают усадку, в структуре могут появиться трещины. Чтобы это минимизировать, в смесь добавляют полимеры, которые сорбируют воду и предотвращают усадку бетона.
Производят высокопрочный бетон только на заводах. Для смешивания используется двойной барабан, который дополнительно измельчает компоненты смеси. Перед началом процесса обязательно контролируется влажность всех ингредиентов. Каждый из них подается из отдельного бункера. Смешивание идет на высоких скоростях.
Транспортируют смеси в мобильных бетономешалках. Подают их в основном через шланги. Уплотняют раствор на строительной площадке с помощью вибрационных установок либо центрифуги. Литые высокопрочные бетоны самоуплотняются. Если толщина конструкции превышает 30 см, укладку проводят послойно, без перерывов процесса. Чтобы избежать появления трещин, готовые конструкции увлажняют на протяжении трех суток либо обрабатывают их паром с температурой 60-80°С в течение 24 часов.
Характеристики высокопрочного бетона оцениваются по раствору и затвердевшему продукту. Контроль качества проводится согласно ГОСТ 31914-2012.
Свойства бетонного раствора:
- Расплыв конуса – не менее 65 см
- Коэффициент самоуплотнения – не менее 1 см
- Время сохранения пластичности после начала гидратации (добавки воды) – не менее 4 часов
- Содержание воздуха – до 1%
Во время транспортировки раствор не должен расслаиваться. Если бетон нужно транспортировать на большие расстояния, воду и пластификаторы добавляют непосредственно на строительной площадке.
Характеристики готового высокопрочного бетона:
- Класс по прочности на сжатие В60-В150, марка – М800-М2000
- Класс по прочности на осевое растяжение – Bt2,0-Bt4,8
- Плотность – 2000-2500 кг/м3
- Водонепроницаемость – W8-W20
- Морозостойкость – F150-F1000
Высокопрочный бетон обладает также устойчивостью к химическим веществам (карбонатам, сульфатам, кислотам и щелочам). Он надежно защищает арматуру от коррозии.
Наряду с тяжелым высокопрочным бетоном производятся и легкие его модификации. Например, создаются высокопрочные материалы с плотностью 1400-2000 кг/м3. Получают их путем введения в раствор микросфер из алюмосиликата или стекла, заполненных углекислым газом. Они играют роль дополнительной модифицирующей добавки, снижают плотность без уменьшения прочности.
Дальше вы узнаете, какие плюсы и минусы есть у бетона с высокой прочностью.
Достоинства и недостатки высокопрочного бетона
У высокопрочного бетона много достоинств, поэтому он и занимает все большее место в мировом промышленном строительстве. Благодаря этому материалу появилась возможность строить здания высотой более 800 м, экономя при этом площадь помещений в самих небоскребах. Без использования высокопрочного бетона невозможно представить создание сложных архитектурных форм или инженерных конструкций.
К достоинствам материала относятся:
- Высокая прочность на сжатие, растяжение, изгиб
- Устойчивость к деформациям и появлению трещин
- Устойчивость к перепадам температур и морозам
- Высокая водонепроницаемость
- Химическая устойчивость
- Высокая пластичность и удобность укладки
- Возможность экономить стальную арматуру и бетон за счет уменьшения объема элементов и густоты армирования
- Возможность облегчить конструкцию за счет уменьшения объема элементов и массы арматуры, а также при использовании легких разновидностей высокопрочного бетона
Существует у высокопрочного бетона и ряд недостатков:
- Высокая цена, что делает нецелесообразным его использование в частном и малоэтажном строительстве, на дорогах, при благоустройстве территории
- Компоненты бетона (суперпластификаторы, микронаполнители, прочные горные породы) доступны не во всех регионах – это еще больше увеличивает цену материала, так как ингредиенты или сам бетон приходится перевозить на большие расстояния
- Заводам, которые хотят производить высокопрочный бетон, необходимо закупать дорогую аппаратуру для смешивания компонентов и контроля качества
- Для укладки раствора строителям необходимо пройти специальное обучение и подробный инструктаж
- Самостоятельно приготовить высокопрочный бетон невозможно и невыгодно – его компоненты достаточно дорогие, их трудно найти в свободной продаже, а для смешивания необходимы скоростные бетономешалки
Подводя итог, скажем еще раз, что высокопрочный бетон – это материал для промышленного строительства и возведения инженерных конструкций. В частном домостроении такой бетон не используется, так как он рассчитан на очень большие нагрузки и стоит дорого.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
