Бетон – это огромный класс материалов, в состав которого входит множество видов и подвидов. Среди них большим спросом пользуются тяжелые бетоны со средней плотностью от 1800-2000 кг/м3 до 2500 кг/м3. Именно они обычно применяются для возведения несущих конструкций и производства ЖБИ.
В этой статье мы поговорим о том, какие компоненты входят в состав тяжелого бетона, рассмотрим плюсы и минусы этого материала.
Состав тяжелого бетона
Любой бетон представляет собой композитный материал.
Он состоит из:
- Вяжущего вещества
- Крупного заполнителя
- Мелкого заполнителя
- Добавок
Давайте остановимся на каждом компоненте немного подробнее.
Вяжущее вещество
Это тот самый «клей», который и превращает рассыпчатую смесь зерен заполнителя в прочный монолитный камень. Его доля в составе бетона обычно не превышает 10-13%. Тем не менее, это вещество оказывает большое влияние на свойства материала.
В качестве вяжущего в тяжелом бетоне применяются:
- Цемент
Это самый распространенный вариант вяжущего для бетона. Цементобетон отличается высокой прочностью, не боится воды и морозов. Хотя есть у него и минусы: высокая стоимость, чувствительность к растворам кислот, щелочей и солей, а также низкая жаросткойкость.
Больше об этом материале вы можете узнать в нашей статье Цементобетон. - Известь
Это одно из самых доступных и дешевых вяжущих, которое с древнейших пор применяется в составе штукатурок и других строительных растворов. А чтобы бетон на основе извести получался более прочным, его подвергают обработке при высоких температуре и давлении. Так получают популярный стеновой материал – силикатный кирпич. Он имеет хорошие показатели прочности и жаростойкости, но плохо переносит многократную заморозку.
Больше об этом материале вы можете узнать в нашей статье Силикатный бетон. - Шлак
Так называют отходы от выплавки чугуна или сжигания каменного угля. Во времена СССР из него научились делать полноценную замену цементу, активируя шлак растворами щелочей. Бетон на основе такого вяжущего получается очень прочным и водонепроницаемым, морозо- и жаростойким, а также стойким к воздействию агрессивных реагентов. Проблема лишь в том, что добиться такого качества в домашних условиях, без проведения специальных опытов и испытаний, практически невозможно.
Больше об этом материале вы можете узнать в нашей статье Шлакощелочной бетон. - Полимер
В качестве вяжущего в бетоне могут применяться различные полимерные смолы: полиуретановые, полиэфирные, эпоксидные, фурановые и так далее. На их основе можно получить бетон высшего качества: прочный, водонепроницаемый, морозостойкий, а главное – пригодный к эксплуатации в самых химически агрессивных условиях (например, в химических лабораториях и на предприятиях по производству едких реагентов). Только стоит такой материал очень дорого.
Больше узнать о нем вы можете в статье Полимерный бетон. - Комбинированные вяжущие
Все материалы из списка выше можно смешивать друг с другом и с другими веществами, получая новые виды вяжущих: известково-цементное, шлакоцементное, полимерцементное, известково-шлаковое и так далее. Таким образом можно снизить расход дорогого цемента, частично заменив его дешевыми материалами, или получить вяжущее с улучшенными характеристиками.
Отметим, что это не полный перечень вяжущих веществ для бетона. Больше узнать о том, какие еще разновидности существуют и где они применяются, вы можете в статье Виды бетона по типу вяжущего.
Крупный заполнитель
Крупным заполнителем называют сыпучий материал с размером зерен от 5 до 40-50 мм в диаметре.
В составе бетона он выполняет следующие функции:
- Формирует жесткий каркас, который принимает на себя и перераспределяет механическую нагрузку
- Препятствует усадке вяжущего вещества при твердении
- Снижает расход цемента при заливке конструкций
Это важный компонент бетонной смеси, на который в среднем приходится 50-65% ее объема.
В качестве крупного заполнителя в тяжелом бетоне используются:
- Щебень
Это искусственный камень, который получают путем дробления плотной горной породы. Он имеет зерна неправильной формы, с острыми углами и шероховатой поверхностью, которые отлично сцепляются с цементом в бетонной смеси. На основе щебня получают наиболее прочный и долговечный бетон. - Гравий
В отличие от щебня, гравий получается путем естественного разрушения горной породы. Его добывают в карьерах и руслах рек или поднимают со дна водоемов. Зерна гравия часто окатанные, с ровной и гладкой поверхностью. Они плохо сцепляются с цементом, а также имеют низкую прочность и морозостойкость. Поэтому гравий считается плохим заполнителем для бетона. Он применяется только в неответственных работах. - Гравийный щебень
Его получают путем дробления обычного гравия. В ходе такой обработки зерна становятся более острыми и шероховатыми. При этом слабые зерна рассыпаются в песок и отсеиваются, за счет чего улучшается качество материала. Дробленый гравий – это не идеальный материал для производства бетона, но он активно применяется в тех регионах, где нет своего качественного щебня. - Вторичный щебень
К этой группе относятся бой кирпича, бетона, шифера и прочий строительный мусор. Такой заполнитель стоит очень дешево, но и качество у него непредсказуемое. Поэтому бетон из «отходов» сделать можно, но для ответственных работ его использовать не рекомендуется.
В свою очередь, у каждого из этих материалов есть свои разновидности. Например, щебень получают из разных пород: гранита, диорита, известняка, габбро, базальта и других. Одни из них лучше подходят для изготовления бетона, а другие – хуже.
Мелкий заполнитель
Размер зерен в нем не превышает 5 мм в диаметре. Такой материал – обязательный компонент тяжелого бетона. Его доля в смеси составляет от 30% до 90%.
Мелкий заполнитель может применяться:
- Вместе с крупным
В этом случае он заполняет пустоты, образовавшиеся между зернами щебня или гравия. За счет этого бетон получается более плотным, прочным, водонепроницаемым и морозостойким. - Самостоятельно
Иногда бетон производят без использования крупного заполнителя вообще. Тогда его называют мелкозернистым или песчаным. Такой материал отличается высокой плотностью и однородностью, с виду он похож на полностью монолитный камень.
Мелкозернистый бетон часто применяется как дешевая альтернатива щебеночному, но имеет и свою, более специфическую область применения. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье Пескобетон.
В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне используют:
- Обычный песок
Это всем знакомый сыпучий материал, который добывают в карьерах или поднимают со дна водоемов: рек, озер, морей. Это самый распространенный мелкий заполнитель для бетона. - Кварцевый песок
Такой материал отличается высоким (от 95%) содержанием диоксида кремния, или кремнезема. Он имеет характерный белый цвет. Кварцевый песок добывают в особых месторождениях или получают путем дробления кварцевого щебня. Он используется для производства высокопрочных бетонов и силикатных изделий. Но в «домашних» условиях его применяют редко из-за высокой стоимости. - Отсев щебня
При дроблении горной породы на щебень образуются большие объемы побочного материала. Он представляет собой смесь песка, каменной пыли и мелких камней размером до 5-10 мм. Это и есть отсев. Его часто применяют в качестве дешевой альтернативы песку, особенно в горнодобывающих регионах. - Шлаковый песок и гранулированный шлак
Их получают в качестве отхода при выплавке металлов и сжигании твердого топлива на ТЭС. Это очень дешевый материал, который можно использовать при замешивании бетона для неответственных работ.
Больше узнать о нем вы можете в статье Шлакобетон.
Для изготовления бетона в частном строительстве чаще всего применяют песок. Хотя в некоторых регионах (например, на Урале) также очень востребован отсев.
Добавки
Добавки не относятся к обязательным компонентам бетонной смеси. Тем не менее, их используют очень часто.
Для модификации свойств тяжелого бетона применяются:
- Ускорители и замедлители твердения
С помощью этих веществ можно менять срок выдержки бетона до полного затвердения. Ускорители применяются в тех случаях, когда строительные работы нужно закончить как можно раньше. А замедлители оказываются полезны, если бетонную смесь нужно перевозить на дальние расстояния или если на площадке она расходуется очень медленно. - Пластификаторы
Это очень полезная и востребованная добавка, которая делает смесь пластичной и текучей. С ее помощью можно довести бетон до более удобной консистенции, не увеличивая расход воды. Ведь лишняя вода в материале негативно сказывается на его прочности. - Гидроизолирующие (кольматирующие) добавки
Они заполняют собой внутренние поры и капилляры бетона, делая его максимально непроницаемым для воды. В качестве таких добавок могут выступать как пылеобразные минеральные вещества (пуццоланы, молотый шлак, зола), так и растворы солей алюминия, железа и кальция, которые при реакции с цементом образуют нерастворимые вещества. - Противоморозные добавки
Их добавляют в бетонную смесь, если она заливается при минусовой температуре. Такие присадки не дают воде в составе бетона замерзать и превращаться в лед. Самые дешевые и распространенные примеры такой добавки – это хлориды натрия и кальция, которые также применяются в качестве антигололедных реагентов на улицах города. Но их нельзя использовать в сочетании со стальной арматурой, поскольку хлориды вызывают коррозию металла.
Больше узнать о химических присадках, которые используют для изменения свойств бетона, вы можете в статье Виды добавок для бетона.
Мы рассмотрели компоненты, которые входят в состав плотного бетона. В продолжении статьи мы подробнее остановимся на достоинствах и недостатках этого материала.
Плюсы и минусы тяжелого бетона
Плотный бетон – один из самых распространенных и востребованных стройматериалов. Он активно применяется по всему миру. И такая популярность вполне заслужена.
К достоинствам материала относятся:
- Высокая прочность
За счет того, что зерна заполнителя в бетоне «упакованы» очень плотно, камень может выдерживать очень высокие нагрузки. - Водостойкость
Тяжелый бетон имеет низкую пористость, поэтому в него практически не может попасть вода. - Морозостойкость
Поскольку такой материал в большей степени водонепроницаем, при минусовой температуре он меньше подвергается разрушительному воздействию льда. - Износостойкость
За счет своей плотности, водонепроницаемости и прочности такой бетон хорошо выдерживает истирающие нагрузки – например, от движения пешеходов и машин или от текущего потока воды. - Химическая стойкость
Бетон с плотной структурой медленнее разрушается под воздействием химических реагентов (кислот, солей, щелочей), чем пористый. А некоторые его разновидности – например, полимерные – даже специально производят для химически агрессивных сред. - Долговечность
Все перечисленные выше достоинства приводят к тому, что материал сохраняет свои качества в течение долгого времени. Оно может исчисляться десятками лет, а в некоторых случаях доходит и до 50 лет.
Но тяжелый бетон все же используют не повсеместно. И на это тоже есть причины.
У материала есть два главных минуса:
- Большой вес
Как мы отмечали, к тяжелым бетонам относятся материалы с плотностью свыше 1800-2000 кг/м3. Крупные конструкции из них получаются очень массивными и требуют обустройства очень прочных фундаментов и оснований. - Высокая теплопроводность
Тяжелый бетон – один из наименее энергоэффективных материалов. Если построить из него дом, то без хорошей системы утепления зимой в нем будет очень холодно, а летом – очень жарко.
Но если вы подходите к выбору стройматериалов с умом и используете тяжелый бетон только в тех работах, для которых он предназначен, то эти минусы не станут для вас проблемой.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #плотный бетон #полезные советы #строительные советы #бетоны #виды бетона #строительные материалы #стройматериалы #тяжелый бетон #заполнители бетонов
