Легкий бетон: классификация, виды, как сделать своими руками

Виды бетона относительно структуры

Современный рынок бетонных смесей предлагает растворы, которые классифицируются еще и по структуре. Таким образом, материал может быть уплотненным. С помощью такой смеси можно достичь максимального заполнения пространства, свободные зоны при этом практически отсутствуют, что способствует твердости и плотности. Этот материал изготавливается из мелкофракционных и крупных заполнителей, а также плотного связующего вещества.

В строительстве довольно активно используется и пористый бетон, который имеет соответствующую структуру, а применяется при возведении стен и устройстве фасадов. Ячеистый бетон – это смесь, в состав которой не входят заполнители. Взамен к ингредиентам добавляются искусственные породы в форме замкнутых ячеек, которые наполнены воздухом. Такой раствор распространён при строительстве одноэтажных домов.

Одним из самых популярных материалов в строительстве сегодня является бетон. Вид бетона, который никак нельзя обойти стороной, — сверхпористый. У него структура образуется крупным заполнителем, который не дополняется песчаными породами.

Технология изготовления и виды составов

Давайте рассмотрим, какие бывают марки и классы бетона, и в каких областях они нашли свое применение:

• Цементный бетон – его достаточно часто используют на строительных площадках как вид раствора для основы цемента, обычно это портландцемент. Еще для приготовления смеси цементного бетона используют портландцемент пуццолановый и шлаковый. Нет исключений в плане добавления декоративных цементных добавок: безусадочное и напрягающее вяжущее.
• Силикат бетон – материал, который редко используется для строительства объектов, создается при помощи добавления вяжущего материала. Приобретение прочности при затвердевании происходит благодаря применению автоклавной технологии. Свойства технического характера зависят от тонкости помола и количества добавленного кварцевого песка, который используется при производстве.
• Специальная смесь бетона – ее делают на основе вяжущих веществ. Такие свойства бетона, как химическая устойчивость и огнеупорность можно получить при дополнении состава смеси жидким стеклом. В роли вяжущего используют стеклощелочные, вяжущие и нефелиновые добавки.
• Шлакощелочной – в основе лежит измельченный шлак, который при изготовлении используется для затворения бетона щелочами. В строительстве этот вид бетона начали использовать относительно недавно.
• Гипсовый – создают на основе такого вяжущего, как гипс. Благодаря теплоизолирующим свойствам этот состав можно смело использовать для отделки внутри помещения, в особенности при создании межкомнатных стен.
• Полимерный – для создания полимербетона используют соотношение цемента, специальных смол и латекса.
• Легкие ячеистые материалы – по классификации считается легким видом бетона. Такой материал делают на основе минеральных вящущих веществ и кремнеземистой добавки минерала. При строительстве ячеистый материал используют для утепления уже возведенного объекта.

Коэффициент морозостойкости бетона (F)

Коэффициент морозостойкости бетона — это количество циклов замораживания- размораживания бетона, при которых он сохраняет свои первоначальные характеристики. Обозначается буквой F с цифрой от 25-1000.

Как это происходит на объектах? Например, грунтовые воды на капиллярном уровне проникают в фундамент, при понижении температуры замерзают там. Замерзая, вода расширяется и раздирает бетон — образуются микротрещины. В следующий раз воды еще больше увеличат «насиженное» место, что, согласитесь, снизит прочность бетона. Конечно, это теория, на практике фундаменты защищены гидроизоляцией, отмостками гидрофобизаторами.

На СТРОЙТЕХ ПСК испытания образцов бетона на морозоустойчивость проводится в критических режимах. Бетонный кубик насыщают «по полной» водой или в специальным раствором и замораживают до -18. В промежутках замеряют прочность до достижения критической точки — потери заявленной прочности. Количество таких циклов вода-лед и есть коэффициент морозостойкости бетона.

Для увеличения коэффициента морозоустойчивости заводы по производству ЖБИ применяют различные добавки в бетон, например, воздухововлекающие. Но в этом случае уменьшается его прочность. Лучшие результаты получаются от использования в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент.

В частном строительстве средняя морозостойкость — F100-F200.

Ячеистые бетоны

Применение: стеновые и ограждающие конструкции.

Изготовление: Главная особенность структуры ячеистого бетона — равномерно распределенные замкнутые ячейки, наполненные воздухом.

Пенобетон — ячеистый бетон, изготавливающийся путем твердения бетонного раствора следующего состава: цемент+песок (может быть также использован карбонатные песок)+вода+пена (увеличивает содержание воздуха). Пенообразователи — органические с основой из натурального протеина или синтетические.

Газобетон = автоклавный ячеистый бетон — изготавливается в два этапа. На первом смешиваются исходные компоненты: кварцевый песок, известь, вода, цемент. На втором этапе смесь поступает в автоклав. Именно в автоклаве происходит вспенивание и вспучивание с выделением водорода и увеличением объема смеси в 5 раз (ср. с процессом изготовления теста на основе пищевых дрожжей) а затем и твердение.

Достоинства: огнестойкость, теплоизоляционные характеристики.

Немного истории

Производственная технология получения легкого ячеистого бетона (уникального материала, обладающего внешним видом природного камня и физико-техническими характеристиками дерева) была разработана в начале 20 столетия шведским архитектором А. Эрикссоном и запатентована в 1924 году. Первое промышленное производство легких ячеистых бетонов на бетонных заводах в 1929 году было также организовано шведами- швецкой компанией «СИПОРЕКС» (на данный момент порядка 200 бетоносмесительных заводов в 38 странах мира специализируется на производстве автоклавного ячеистого бетона).

Однако, широкое применение ячеистых бетонов в российском строительстве началось несколько позднее, в 50-60е гг. XX в., да и то в основном лишь в качестве уплотнителя для крыш. И только в 90-х российскими строителями была дана должная оценка выгодности применения данного материала в индивидуальном жилищном строительстве.

Классификация бетонов по морозостойкости

Морозостойкость бетона, обозначается буквой «F», показывает, сколько циклов «замерзания-размерзания» выдержит бетонная конструкция, сохраняя марку или класс прочности (до 95 %).

С показателем меньше F50 бетонные конструкции используют только в не промерзающих помещениях закрытого типа. Востребованы марки с показателями от F50 до F150. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях циклически переменной климатической зоны.

Материал с показателем F300 используют в условиях низкого температурного режима эксплуатации, в северных широтах. Для специальных объектов, с экстремальными погодными, эксплуатационными условиями применяют бетон F300 — F500.

Коэффициент морозостойкости бетона (F)

Коэффициент морозостойкости бетона — это количество циклов замораживания- размораживания бетона, при которых он сохраняет свои первоначальные характеристики. Обозначается буквой F с цифрой от 25-1000.

Как это происходит на объектах? Например, грунтовые воды на капиллярном уровне проникают в фундамент, при понижении температуры замерзают там. Замерзая, вода расширяется и раздирает бетон — образуются микротрещины. В следующий раз воды еще больше увеличат «насиженное» место, что, согласитесь, снизит прочность бетона. Конечно, это теория, на практике фундаменты защищены гидроизоляцией, отмостками гидрофобизаторами.

На СТРОЙТЕХ ПСК испытания образцов бетона на морозоустойчивость проводится в критических режимах. Бетонный кубик насыщают «по полной» водой или в специальным раствором и замораживают до -18. В промежутках замеряют прочность до достижения критической точки — потери заявленной прочности. Количество таких циклов вода-лед и есть коэффициент морозостойкости бетона.

Для увеличения коэффициента морозоустойчивости заводы по производству ЖБИ применяют различные добавки в бетон, например, воздухововлекающие. Но в этом случае уменьшается его прочность. Лучшие результаты получаются от использования в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент.

В частном строительстве средняя морозостойкость — F100-F200.

Классификация по структуре

Различают плотные, крупнопористые, ячеистые бетоны. Чем выше плотность материала, тем прочнее материал.

Плотные бетонные смеси используют для изготовления несущих конструктивных элементов. Объём воздушных пор по техническим нормам не должен превышать порог в 6 %. Путем введения добавок, которые вовлекают воздух, получают поризованные бетоны (воздуха не больше 12%). Такая структура снижает теплопроводность, препятствует расслаиванию материала.

Крупнопористые бетонные смеси изготавливают без добавления песка. В качестве заполнителя используют гравийные наполнители разных фракций. Материал используют для конструкций с небольшим напряжением.

Ячеистые пенобетон, газобетон делают с помощью добавок, которые образуют поры внутри материала. У них высокие теплоизоляционные показатели. Используют в малоэтажном строительстве. Либо в качестве стенового материала не несущих конструкций для многоэтажных зданий.

Самые частые ошибки при работе с бетоном

• Нарушать пропорции. Если вы определили пропорции самостоятельно, или в проекте указаны конкретные значения для каждого компонента – придерживайтесь заданных параметров. Когда в бетон кладут слишком много цемента, он высыхает и сильно усаживается, а в итоге трескается и теряет прочность. Когда цемента слишком мало, частицы заполнителя непрочно склеиваются между собой. Такой бетон будет крошиться и деформироваться под нагрузкой.
• Использовать цемент с истекшим сроком годности. Если цемент хранится дольше срока годности, пусть и в запечатанной упаковке, он впитывает воду из воздуха. Частицы цемента склеиваются, и часть массы в мешке уже не годится для бетонной смеси. Такого цемента потребуется больше, чтобы достичь нужной прочности бетона. За три месяца хранения после того, как истечет срок годности, прочность цемента снизится на 20%. За год – на 40%. Чем выше марка цемента, тем быстрее он теряет полезные свойства.
• Смешивать цемент с грязной водой. Грязная вода в данном случае – вода, которая содержит примеси, глину, остатки растений. Минерализованная или застоявшаяся вода из ближайшего водоема тоже не подойдет. Некоторые химические соединения, например, сульфаты, вызывают коррозию бетона. Посторонние компоненты не дадут цементу прочно сцепиться с заполнителем и песком, в результате бетон потеряет прочность и впоследствии начнет слоиться и крошиться. Используйте чистую водопроводную воду.
• Использовать песок или щебень с примесями. Причина все та же – вы не получите однородную бетонную массу, бетон окажется непрочным.
• Использовать излишне влажные сыпучие материалы. От влажности песка зависит количество воды, которое нужно добавить в раствор. Если не учесть реальную влажность песка, воды в растворе может оказаться больше, чем нужно. Увлажненный заполнитель может оказаться бомбой замедленного действия: если вода, которая содержится в порах, начнет зимой замерзать и расширяться, бетон потрескается изнутри. А значит, начнет терять прочность и разрушаться.

Заливать бетон неоднородной консистенции. Масса к моменту, когда вы начнете ее заливать, должна быть полностью однородной. Иначе не получится надежного сцепления с арматурным каркасом. Внутри смеси образуются воздушные пузыри. Бетон утрачивает прочность. Стоит использовать небольшие бетоносмесители или миксеры.

Не уплотнять бетонную смесь в опалубке после заливки. В этом случае бетон может не заполнить форму полностью и внутри него останутся пустоты – конструкция из такого материала не будет прочной. Чтобы уплотнить бетон, лучше использовать строительные вибраторы.

Коэффициент водонепроницаемости

Водонепроницаемость бетона — это его способность не пропускать через себя воду под давлением, она неразрывно связана с морозостойкостью. Обозначается литерой W с коэффициентом от 1 до 20. Для увеличения водонепроницаемости в бетон на заводах вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки или применяют в затворении смеси гидрофобный или напрягающий цемент.

Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости позволяет без дополнительной гидроизоляции строительства подвалов в местах с высоким уровнем грунтовых вод, в том случае, если заливка стен и пола произведена профессионально без швов и перерывов. К тому же такой бетон долговечен — коэффициент морозостойкости у них высок, что идеально подходит для незащищенных конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах. Однако такой бетон недешев из-за высоких марок (с высоким содержанием цемента), особые условия так же требуются для того чтобы доставить и уложить его на объекте из-за быстрого времени схватывания.

Напоследок еще раз о том, от чего бетон может испортиться:

Во-первых, ни в коем случае не разбавляйте бетон водой при укладке. Жидкий бетон укладывается проще, чем твердый, но, нарушив водоцементное соотношение, Вы тем самым существенно снизите его марку, уменьшите его прочность.

Во-вторых, соблюдайте все необходимые условия перевозки бетона в миксере, время разгрузки, учитывайте погоду.

В-третьих, качественно уплотняйте смесь, оставленные из-за отсутствия вибрировании при укладке пустоты в бетоне, снижают марку бетона.

Заполнители легкого бетона

Для производства строительного материала этого типа используются крупные заполнители для легких бетонов ГОСТ 25820-2014, сведенные в таблицу:

Таблица 1.

Мелкий заполнитель регламентируется как: карьерный либо речной песок, а также искусственный песок, полученный тонким измельчением каменных пород и отходов промышленности.

Свойства

Применением во многих сферах жизни продукция обязана своим специфическим качествам: влаго- и шумонепроницаемости, прочности, гибкости, однородной прочности, теплопроводности, морозоустойчивости и пр. Различают составы: особо легкие (легкие) и тяжелые (особо тяжелые). Объемная плотность бетона (от 400 кг/м3 до 2500 кг/м3 и более) формируется технологией выработки, задает величины показателей качества и сферы применения. Конечные свойства бетонного изделия в своей основе соответствуют той или иной его марке.

Прочность

Характеризует сопротивляемость материала давлению на сжатие. На прочность изделий влияют качество цемента и заполнителей, точность дозирования и качество смешивания составляющих. Прочность материала увеличивается в нормальных условиях (влажности и температуры) протекания физико-химических взаимодействий вяжущего вещества с водой. Набор качества бетоном продолжается до 30 суток. Известные классы продукции по прочности (от В1 до В60) соответствуют определенным ее маркам. К примеру, М400 соотносится с классом В30, который сохраняет качество прочности при предельном значении давления 30 МПа/м. кв.

Водонепроницаемость

Жидкая среда, в которой работают бетонные изделия, разрушает их, вымывая легкорастворимые компоненты. В частности, гашеную известь, которая является водорастворимым веществом. Кислоты, растворенные в грунтовых водах и осадках, также усиливают процессы разрушения. Водонепроницаемость определяет, при каком давлении столба жидкости (в килограммах на 1 см. кв. площади) сохраняется данное эксплуатационное качество материала.

Показатель гидроустойчивости классифицируется в пределах от W2 до W20. Защиту бетону создают применение сульфатостойкого портландцемента, специальных пленкообразующих покрытий, введение в растворы гидрофобных, препятствующих проникновению влаги, и уплотняющих добавок.

Морозостойкость

Замораживание изделий приводит к превращению внутренней воды, находящейся в порах, в лед. Он создает внутренние напряжения, что приводит к растрескиванию и разрушению тела готовых изделий. Таким образом, повышенная пористость продукции увеличивает доступ влаги в материал, что снижает его морозостойкость. Она определяет количество циклов заморозки и оттаивания материала при потере прочности на сжатие и массы вещества в установленных пределах (допустимые значения — 5%). Характеристика обозначается буквой F. Выпускается достаточно бетонов определенных марок морозостойкости от F25 до F1000.

Теплопроводность

Диаграмма теплопроводности материалов.

Плотность материала определяет его теплопроводность. Бетонам приходится работать в разных температурных условиях, в которых состав материала усаживается и теряет прочность. Причина — испарение внутренней воды. Итог — появление трещин и последующее разрушение. Эксплуатация конструкций при постоянном воздействии высоких температур требует применения жаростойких рецептур (BR) соответствующего класса (от U3 до U18). В условиях регулярных воздушных и водных термосмен используют смеси определенных марок термостойкости. В пределах допусков применения материал не деформируется и сохраняет прочность.

Пористость

В бетоне всегда имеются поры. Полностью их исключить из материала невозможно. Развитые технологии производства позволяют создавать продукцию с заданными требуемыми для применения параметрами пористости.

Усадка и деформация

Высыхание бетона приводит к уменьшению объема материала. Усадка находится в пределах 1%. Вызревание смесей также сопровождается преимущественно поверхностными деформациями. Для минимизации проблем применяют минеральные добавки, которые регулируют деформацию и улучшают другие их свойства.

Как визуально определить марку бетона?

Обратить внимание на оттенок смеси. Светло-коричневый говорит об избытке песка, рыжеватый – о шлаковых добавках или наличии глины

Раствор должен быть равномерного, серого оттенка. Впрочем, изменение цвета смеси может зависеть от присутствия различных добавок.
Определить качество бетона можно, если отлить часть в отдельную емкость (ведро, смоченную форму). На растворе не должны появляться лужицы воды.
При заливке на поверхности не должны образовываться расслоения и трещины.
Если бетон падает «лепешкой», а отдельно льется цементное молочко, это можно считать признаком низкого качества предоставленной смеси.

Но точно проверить бетонную смесь можно только в условиях специализированной лаборатории, и чаще всего – после набора прочности. Поэтому при заливе основного фундамента необходимо отлить кубики размером 100х100х100 мм и оставить для затвердения в стандартных условиях. После полного созревания (28 суток) образцы следует отправить для проведения испытаний в лабораторию.

О прочности тяжелого бетона

Тяжёлый бетон может обладать разной прочностью, о которой можно узнать по марке. Она указывает на прочность на сжатие. Это значение выражается в кгс/см2. Цифра после буквы указывает приблизительное значение прочности. Например, у бетона марки М250 этот показатель равен 261,93 кгс/см2, тогда как бетон марки М400 имеет прочность, которая эквивалентна 392,9 кгс/см2.

Прочность бетона марки М450 равна 458,39 кгс/см2. Тогда как если марка выглядит следующим образом: М500, то прочность в данном случае достигает отметки в 523,87 кгс/см2.

Прочность бетона и его марка зависят от количества цемента, который входит в состав. Чем его объём больше, тем выше окажется марка и наоборот.

Расшифровка маркировки

Марка обозначает средние показатели прочности, а класс – прочность с коэффициентом вариации. Производство товарного бетона должно учитывать маркировку, которая обозначает свойства бетона: прочность – В; морозостойкость – F; жесткость – Ж; водонепроницаемость – W; подвижность – П. Точные данные о каждой марке регулируются ГОСТ. Марка М означает максимальную прочность материала на сжатие. Подвижность (П) варьируется от 1 до 5:

• 1-2 – сухие бетоны, для доставки которых используют самосвал;
• 3-4 – применяются в заливке монолитных конструкций, для отлива используют бетононасос;
• 4-5 чаще изготавливают в заводских условиях с добавлением пластификаторов. Несмотря на то, что подвижность можно увеличить добавлением воды, использование добавок – более экономичный способ.

Морозостойкость (F) измеряется в диапазоне 25-1000, что определяет количество разморозок – заморозок, от которых качество сооружения не ухудшается. Водостойкость (W) измеряется от 2 до 20. Чем ниже класс, тем хуже уровень водонепроницаемости.

Основные виды бетона по классам

Несмотря на то, что соотношение компонентов, которые имеются в составление бетона, уже давно рассчитано, прочностные характеристики все равно могут изменяться. Этот факт можно объяснить тем, насколько высоко качество используемых в составе компонентов.

К примеру, при приготовлении раствора используется песок или вода низкого качества, а это негативно повлияет на свойство прочности готовой продукции. Помимо этого, при неточном соблюдении технологии создания смеси, составные характеристики и технические условия укладки тоже повлияют на получение готовой продукции с одинаковой классификацией, но разной прочности. По этой причине при классификации смесей бетона используется такое понятие, как класс.

При маркировке по классу на продукт ставится буква «В» и далее идущие за ней цифровые показатели. Самые распространенные – это В-7.5, В-15, В-20, В-30. Полнота диапазона имеет значения от 3,5 до 80

Когда создают проектную документацию на любой вид строительных работ, важно указать не марку бетона, а его класс. Хотя в некоторых проектах все же обозначены марки, их можно перевести в класс благодаря специальной таблице соотношения прочности бетонного раствора

Помимо этого, классификация по классу зависит не только от состава и входящих в него элемент, но и от пропорций. Например, для приготовления марки бетона М100 В-7,5 по стандартам используется цемент М500. Какие пропорции нужны для получения определенного состава, вы можете посмотреть в таблице состава и технических характеристик раствора бетона (можно найти в Интернете).

По вяжущему веществу

Масса бетона зависит, как правило, от используемого наполнителя.

Этот критерий позволяет определить непосредственное соотношение между вяжущим веществом и заполнителем. Существуют нормы, в соответствии с которыми строители изготавливают бетонные растворы, однако при необходимости можно заказать смесь по собственному рецепту. По своей концентрации материал делится на следующие типы:

• тощие;
• товарные;
• жирные.

В частности, тощий тип бетона содержит меньшее количество вяжущего вещества. По этой причине может снизиться плотность. За счет данного фактора марка смеси снижается. Само вещество обладает некоторыми характеристиками пластификации, что говорить об удобоукладываемости таких растворов благодаря небольшой концентрации вещества.

Жирные типы цементной смеси содержат непропорциональное соотношение наполнителя и вяжущего (больше вяжущего вещества)

Однако необходимо принимать во внимание, что переизбыток такого вещества негативно сказывается на качестве состава: возможна усадка, вследствие которой появляются трещины. Увеличение концентрации вяжущего вещества удерживает жидкость в смеси, что влияет на объем бетона

Когда материал начинает затвердевать, происходит деформирование цемента, вследствие чего образуются трещины.

В свою очередь, товарный тип раствора изготавливается по рецептуре, имеют необходимые сертификаты, подтверждающие их качество. Документы гарантируют, что смесь не будет деформироваться. Плотность и другие свойства соответствуют принятым нормам.

Гипсовый

Используя гипс, специалисты получают бетонный состав, который подходит для отделки помещений, создания различных элементов, изготовления потолков, перегородок. Средства с добавлением пуццолана обладают водостойкостью, они применяются при возведении различных конструкций.

Силикатный

Бесцветная смесь автоклавного затвердения. В роли вяжущего вещества в данном случае выступает известь и молотый кремнезем. При обработке смесь превращается в плотный монолит. Чтобы регулировать характеристики всех компонентов, специалисты применяют добавки.

Полимерцементный

Искусственный каменный материал, связующими которого являются полимер и цемент, заполнителями — песок и щебень.

Полимерцементные бетоны представляют собой цементные растворы с добавлением разных полимерных соединений (например, стирол, коллоиды), поливинилового спирта, полиамидных и растворимых смол. Специальные органические добавки вводят в состав смеси во время приготовления. Полимеры применяют в качестве добавок, они оказывают вяжущее воздействие, ими пропитывают затвердевшие железобетонные конструкции, армируют изделия, добавляют в составы в виде наполнителей. В итоге полимерцементный раствор приобретает уникальные свойства: он становится гораздо морозоустойчивее и прочнее обычного стройматериала. Помимо этого стройматериал приобретает адгезионные характеристики, износостойкость, плотность. Самыми распространенными ингредиентами считаются ПВА, смолы.

Цементный

Цементные бетоны изготавливаются на основе вяжущих компонентов. Такие типы растворов делают с помощью цементных ингредиентов. Наиболее распространенным компонентом является портландцемент. Кроме того, широко применяются цементные смеси с добавлением шлакопортландцемента, а также пуццоланового раствора.

Специальные

Используя специальные виды цементных смесей, строители могут работать в особых условиях, поскольку эти стройматериалы обладают характеристиками, которые нехарактерны для других бетонных составов. Но вместе с тем при их изготовлении задействованы обычные технологии и ингредиенты . Такие бетоны, в частности, необходимы для возведения конструкций, которые призваны защитить от вредного излучения. С этой целью в состав раствора добавляют наполнители с содержанием железа и других элементов, которые поглощают вредное излучение. Часто в роли заполнителей выступают руды (например, магнетит), раздробленный металл, барит и пр. Плотность бетонов составляет 5000 килограммов на кубический метр.