Информация о бетоне

Бетон — это искусственный камень, состоящий из четырех основных компонентов: воды, цемента, мелких и крупных заполнителей. Бетон — композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси.

Прочность является самым важным свойством бетона. Как и природный камень, бетон лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению, поэтому за критерий прочности принят предел прочности бетона при сжатии. Прочность бетона это  результат физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях. Прочность зависит от количества цемента в бетоне и водоцементного отношения (в/ц), т.е. количественного отношения воды к цементу. Взаимодействие цемента с водой (гидратация) и соответственно набор прочности прекращается, если бетон высыхает или замерзает. Раннее высыхание или замерзание бетона непоправимо ухудшает его строение и свойства.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то прислушайтесь к рекомендациям Ваших строителей, они посоветуют бетон той или иной марки, т.к. на разные конструкции применяется бетон разных марок. Если есть сомнения в компетенции Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно.

Марка бетона (М) определяет предел прочности при сжатии и измеряется в кгс/см². Числовое значение марки, например, М200 показывает, что 1 см² бетона выдерживает 200 кг. нагрузки. В строительстве применяются следующие марки бетона: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М550, М600, М650, М700, М800.

В современном строительстве чаще используется такой параметр как - класс бетона. В общем и целом, этот параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100, и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его невыполненным.

В соответствии с ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. ТУ» существуют следующие классы бетона: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12.5; В15; В20; В22,5; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость (F)-  это свойство бетона противостоять замораживанию и оттаиванию, при этом не разрушаясь и сохраняя свои изначальные прочностные характеристики в заданных пределах. За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%. Установлены следующие марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.              

       Чем чревата низкая морозостойкость бетона. При увлажнении бетона за счет капиллярного подсоса, а бетон это пористая структура с капиллярами и полостями воздуха как закрытыми, так и открытыми, вода (дождь, тающий снег) заполняет микропоры, затем замерзая расширяется и с большой силой начинает разрывать структуру бетона, появляются микротрещины, в которые попадает еще больше воды замерзнув разорвет их еще больше.                                                                                                                                                 Поэтому, при выборе бетона для наружных работ где он будет подвергаться отрицательным температурам и намоканию необходимо учитывать данный показатель, который в обычном строительстве составляет F100-F200. Для достижения хороших показателей морозостойкости, а значит и долговечности бетона необходимы качественные материалы бездобавочный цемент Д-0, большее его содержание, мытый песок с минимальным содержанием глинистых частиц, гранитный щебень у которого показатель морозостойкости составляет F300, минимальное количество воды, пластифицирующие и воздухововлекающие добавки.   

 Следующий параметр бетона неразрывно связан с морозостойкостью.

Водонепроницаемость (W) — это свойство бетона противостоять действию воды, не пропускать ее через свое тело.. По водонепроницаемости бетон делят на марки W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14 до W20, причем марка обозначает давление воды (кгс/см²), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания. Для наглядности приведем пример. В резервуар, изготовленный из бетона с водонепроницаемостью W10 и высотой 10 метров (с 3-х этажный дом) налить воду до краев, то стенка и дно с давлением воды на них в 10 кг. на 1 см^2. не пропустят сквозь себя воду, т.е. этот бетон очень плотный, в нем малооткрытых, крупных пор и полостей, а мелкие поры имеют в большей степени закрытую структуру, что не позволяет воде проникать в тело.  Актуальность данного параметра для частного строительства заключается в том, что можно изготавливать подвальные помещения без применения гидроизоляции в местах с высоким или переменным уровнем вод, но при этом, заливка бетона на полы и стены должна быть произведена грамотно и качественно, без перерывов и холодных швов, с хорошим уплотнением вибратором и последующим ухаживанием за бетоном. Такой бетон не боится и замерзания-оттаивания, показатель морозостойкости у него достаточно велик, и рассчитан на многолетний срок службы в обычных условиях. Это особо актуально для, незащищённых от погодных условий конструкций, таких как бетонные дорожки, ленты заборов, подпорные стенки, отмостки домов. Однако во всех этих качествах есть один минус: производят такой бетон только высоких марок, в которых высокое содержание цемента и качественные наполнители, поэтому он стоит существенно дороже. Да и не многие заводы способны обеспечить гарантированное качество смеси, тем более изготовить ее в построечных условиях.

Удобоукладываемость - способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют на группы (классы): подвижные (П), жесткие (Ж) и растекающиеся (Р).

Подвижность (П) определяют по осадке конуса.

Осадка конуса (O.K.) — это понятие, характеризующее пластичность бетона. O.K., измеряется в см и чем она больше, тем более подвижен бетон. Существуют следующие марки по осадке конуса: П1, П2, П3, П4, П5.

Для практического применения и заказа бетонной смеси важно знать следующее: Обычно при монолитных работах применяется бетон пластичностью П2- П3 (осадка конуса 5-15см.) эта смесь требует тщательного вибрирования при укладке и дополнительного физического труда при укладке на большой площади.  При заливке узких опалубок, колонн, густоармированных конструкций, и прочих труднодоступных для заливки полостей, используют бетонную смесь с подвижностью П4 (осадка конуса 16-20 см.)  Такая смесь хорошо заполняет форму практически без применения вибратора. При укладке бетонной смеси с помощью бетононасоса, следует выбирать аналогичную подвижность. В последние годы в густоармированных конструкциях все чаще используют литьевые смеси с пластичностью П5 (осадка конуса 21-25 см.), и еще более подвижные (уже не с осадкой конуса, а рапасплывом). Данные смеси не могут изготовляться без применения гиперпластифицирующих химдобавок позволяющих очень легко укладываться смеси и не расслаиваться- крупный наполнитель -щебень, под силой тяжести оседает на дно конструкции, а на верху остается цементное тесто.                           

Жесткость бетонной смеси. Марки по жесткости: Ж1; Ж2; Ж3; Ж4 и Ж5. В основном говоря о жестком, имеют в виду тощий бетон, используемый в основном, в дорожном строительстве. Его отличие характеризуется пониженным содержанием цемента и воды. Для гидратации цемента (его реакции с водой) бетон берет влагу со временем из грунта.

Растекающиеся бетонные смеси характеризуются маркой по расплыву конуса: Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р6.  Растекающиеся смеси это в основном самоуплотняющийся бетон (СУБ)-  высокоподвижный, нерасслаивающийся бетон, который растекается по котловану, заполняет опалубку и обволакивает арматуру без каких-либо механических усилий. Применяется при высотном строительстве, густоармированных конструкциях.

Для этих целей применяются краны с бадьями и бетононасосы. При укладке с помощью крана бетон поступает в опалубку прямо из бадьи. Концентрация бетона в одном месте с распределением его глубинным вибратором приводит к значительному повышению трудоемкости и требует больших затрат электроэнергии.

В настоящее время более простым и практичным методом распределения бетона в опалубке является перекачка бетононасосом. При этом достигается равномерность в укладке бетона, устраняются простои, связанные, например, с необходимостью строительства подмостей или с ожиданием подхода бадьи, и, самое главное, значительно снижаются затраты по укладке бетона.

На этот вопрос однозначный ответ-Да. Бетон нуждается в уходе для создания нормальных условий твердения, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 суток). В теплое время года влагу в бетоне необходимо сохранять путем поливки и укрытия от солнечных лучей, ветра, малой влажности в воздухе. На поверхность свежеуложенного бетона наносят  эмульсию препятствующую испарению или его укрывают полиэтиленовыми или другими пленками, не снимают опалубку раньше времени. Портландцемент, основной компонент в бетонной смеси, относится к гидравлическим вяжущим, то есть набирающим прочность только во влажной среде. Поэтому, для того чтобы бетон набрал марочную прочность и на его поверхности не появлялись трещины от быстрой потери влаги, он должен быть влажным на протяжении желательно всего времени набора прочности. Бетон может набирать прочность всю свою жизнь, но наиболее интенсивно в самые первые дни после укладки. Поэтому существует такое понятие как «стандартное время набора марочной прочности» (во всем мире принято 28 суток). На стройке, при заливке монолитных конструкций нет столько времени на выдерживание бетона, для ориентира за первые 7 дней, при хорошем уходе - влажности 95 - 100% и температуре 20°С, бетон набирает прочность в районе 70%, что уже не плохо для продолжения строительства, но без 100%-й нагрузки на свежеуложенный бетон. Поэтому удержание воды в бетоне после его схватывания является очень важным фактором при изготовлении ответственных изделий и конструкций из бетона. Согласно СНиП бетон без пластификаторов выдерживают под слоем сырых опилок, песка или мешковины не менее 7 дней и периодически поливают водой (при температуре воздуха свыше 20°С — через 3 часа), в том числе и ночью. А бетон с пластификаторами — не менее 14 суток!

Для нормальной гидратации цемента нужно около 27% воды по отношению к массе цемента (водоцементное соотношение — в/ц 0,27), т.е. чем меньше (до определенного предела) воды в бетоне тем меньше пор, плотнее и соответственно прочнее бетон. Но бетонная смесь, приготовленная с таким количеством воды, будет чрезвычайно жесткой, с плохой удобоукладываемостью, поэтому обычно количество воды увеличивают для улучшения однородности, пластичности и удобоукладываемости смеси.

Нужно учитывать, что вода, не принявшая участие в реакции гидратации цемента, будет находиться в свободном, не связанном состоянии, уменьшать плотность бетона,  образовывая поры, существенно уменьшать прочность бетона. При в/ц больше 0,6 возможно расслоение бетонной смеси. В обычных смесях в/ц в пределах 0,5. Для улучшения удобоукладываемости бетона при сохранение низких значений в/ц до 0,4 а такое водоцементное отношение необходимо для приготовления бетонов с повышенными эксплуатационными свойствами, при строительстве дорог, мостов, тоннелей, бассейнов, ответственных конструкций, используются специальные добавки: пластификаторы и суперпластификаторы которые раздвигают между собой мелкие частички смеси, заменяя действие воды, тем самым снижая ее содержание. 

Существует два способа доставки бетонной смеси: автосамосвалом доставляют жесткие смеси и смеси с подвижностью до П2. При перевозке бетонной смеси с подвижностью П3 и более автосамосвалом, смеси угрожает расслаивание, в результате чего на строительную площадку попадает неоднородная бетонная смесь, которая потребует дополнительного перемешивания. Этого можно избежать, доставляя бетонную смесь в автобетоносмесителе, в котором бетонная смесь перемешивается во время транспортировки, и расслоения не происходит.

Продолжительность транспортирования бетонной смеси зависит от температуры наружного воздуха и активности цемента, применяемого для изготовления бетона, и колеблется от 45 минут до 2-х часов. Для сохранения качества бетона при его длительной транспортировке, сохранения требуемой удобоукладываемости в бетонную смесь вводят хим. добавки - замедлители схватывания и твердения, которые позволяют продлить сохраняемость на дополнительные 1-2 часа.

Это мнение в корне неверно. Реакция гидратации цемента начинается сразу после смешивания его с водой, и замедлить или даже остановить ее можно только добавлением специальных добавок, которые позволяют отодвинуть сроки схватывания бетона на 1-2 часа. Длительное перемешивание (в течение нескольких часов) только ухудшает качество бетона, так как рвутся начинающиеся образовываться связи цементного клея (цемент в бетоне выступает в качестве связующего вещества (клея)). Если вращать бочку миксера свыше 3-х часов, то бетон после укладки вообще может не схватиться. Это будет уже не бетон, а смесь щебня, покрытая затвердевшим слоем цементного раствора, и марочную прочность эта смесь уже не наберет никогда.

Для заливки полов в жилых или производственных помещениях лучше применять бетон, так как при одинаковых прочностных характеристиках (марке по прочности) износостойкость бетона примерно в три раза выше износостойкости пескобетона. Но при тонкой конструкции менее 60 мм. придется использовать пескобетон, т.к. обычно в бетоне используется крупный наполнитель до 20 мм. а толщина конструкции должна быть в 3 раза больше размера крупного наполнителя.

Прежде всего — для повышения эксплуатационных и специальных свойств бетона, что позволяет ускорить темпы ведения строительства, и значительно его удешевить. Специальные свойства бетону необходимы как при строительстве дорог и аэродромных покрытий, гидротехнических сооружений, причалов, бассейнов и целого ряда специальных сооружений, так и при монолитном строительстве жилых и промышленных зданий, ведении свайных работ и т.д. Как показывает опыт западных производителей бетона, бетон с добавками применяется на каждом строительном объекте, так как к обычному бетону предъявляют все большие и большие требования, которые без добавок он не в состоянии выполнить.

В настоящее время существует множество различных добавок, при жарком климате и продолжительном времени доставки, часто используются замедлители твердения. При условии быстро снять опалубку с изделия применяют ускорители набора прочности. При изготовлении конструкций, подвергающихся замерзанию-оттаиванию, рекомендуется применять (кроме использования замедлителей) воздухововлекающие добавки. Для повышения удобоукладываемости бетона применяются пластификаторы и суперпластификаторы. Для бетонирования в грунтах, насыщенных водой, а также для строительства бассейнов и различного рода резервуаров применяются добавки, повышающие в несколько раз водонепроницаемость бетона. Для возможности бетонирования в зимний период применяют противоморозные добавки, которые не позволяют воде превратиться в лед.

Да, но для этого необходимо выполнить ряд условий. Первым, из которых будут дополнительные требования к приготовлению бетонной смеси. Песок, щебень должны храниться под навесами или в закрытых помещениях, предотвращающих попадание влаги. Если температура наружного воздуха опускается ниже 0°С, то необходимо подогревать и заполнители. Второе условие: транспортировать бетонную смесь к месту укладки необходимо только в автобетоносмесителях. И третье, самое важное условие, — готовность заказчика или производителя работ производить бетонирование в зимний период.

Бетонная смесь после укладки в опалубку должна иметь температуру не менее +5°С. Укладывать бетонную смесь на место желательно как можно быстрее и без перерывов. Известно, что твердение бетона зависит от химических реакций цемента с водой. А основную роль в этом будут играть тепло и вода. Поэтому в зимнее время опалубку утепляют, а сразу же после окончания бетонирования утепляют и верхнюю, открытую часть бетона. При твердении цемент выделяет тепло и во многих случаях количество тепла оказывается достаточным, чтобы во время остывания бетон успел набрать необходимую прочность. Эта прочность позволяет снимать опалубку с конструкции, уже не боясь замораживания. Такой способ применим только при бетонировании массивных конструкций, так как тонкостенные конструкции очень быстро остывают. На тонкостенных конструкциях рекомендуется применять искусственный обогрев бетона электрическим током, в комплексе с утеплением опалубки.

Весьма часто при заливке конструкций или устройстве стяжки можно наблюдать, как непрофессиональные исполнители для повышения текучести бетона дополнительно разбавляют смесь водой, чтобы смесь сама уложилась в опалубку, как в сказке про Емелю (езжайте сани в лес сами). Делать этого категорически нельзя! Избыточная вода не становится частью смеси, а остается в свободном виде, снижая прочность бетона на одну-две, а порой и больше, марок. Таким образом, поддавшись соблазну разбавить смесь, вы получите не бетон М200, а М100 или даже М50. В ряде случаев сказать, что марка от этого снизилась на несколько значений и, стала просто меньше, будет не правильно. Это уже будет не бетон, а некий аморфный материал, состоящий из смеси того, что было цементом, песком, щебнем, водой, и  химдобавками. Поэтому не пожалейте дополнительных 100 рублей за куб бетона, закажите бетонную смесь более подвижную- П4, тем самым сохранив качество наверное самой важной части строения (фундамент).