Что такое бетон — определение, виды и их применение

Наравне с цементом, бетон – один из самых востребованных материалов в строительстве. Но возведение зданий – не единственная сфера применения этой смеси. Благодаря различному составу и свойствам можно подобрать марку бетона для реализации разнообразных идей и задумок. Что же это такое бетон и чем он отличается от цемента, рассмотрено ниже.

Что такое бетон — определение

Бетоном принято называть смесь, имеющую в своем составе цемент, щебень, песок, добавки и воду в определенных пропорциях.

Цемент выступает вяжущим веществом и может быть заменен на другой: гипс, известь и т. д. Мелкий щебень и песок являются наполнителями и также допускается замена на аналоги с изменением свойств готового раствора. Каждый его компонент может быть природного или искусственного происхождения.

Смесь разводят водой и получают пластичный материал, который через небольшой промежуток времени набирает прочность и застывает, превращаясь в монолит.

Сложно точно определить, когда бетон изобрели. В различных вариантах бетонные конструкции встречаются у египтян, римлян, индусов. Состав древнего раствора отличается от современного, так как основной компонент – цемент – был изобретен только в 1796 году (из этого можно определить сколько лет современному бетону).

Для чего нужен, сферы применения

С помощью различных добавок можно изменить основные свойства бетона, придав ему дополнительную влаго- и морозостойкость, огнеупорность, прочность. Благодаря этому материал становится универсальным, его используют в разных сферах:

• Интерьерные работы (отделка колонн, стен, полов).
• Имитация отделки под натуральный камень.
• Изготовление армированных железобетонных изделий.
• Фиксирование и создание крепежа конструкций и элементов.
• Вспомогательные работы, не относящиеся напрямую к строительному процессу.
• Изготовление плит.
• Возведение гидротехнических сооружений.
• Закладка фундаментов.
• Теплоизоляция.
• Дорожное строительство.
• Изготовление тротуарной плитки.
• Создание малых скульптурных форм.

Описание и характеристики

Правила изготовления смеси закреплены в ГОСТах и СНиПах. Рассмотрим, из чего бетон состоит и в каких пропорциях:

• 4 части щебня.
• 2 части песка.
• 1 часть цемента.
• 0,5 части воды.

Пластификаторы и дополнительные добавки – опционально.

Сухая смесь от светлого до темного серого цвета, с частицами крупной или мелкой фракции, в зависимости от наполнителя. После добавления воды получают густой раствор, который легко принимает различные формы.

Характеристики бетона зависят от его предназначения. Например, для гидротехнических сооружений материал должен быть влагостойким, а для строительства доменных печей – с повышенной пожаропрочностью.

Вес, плотность кг/м3 и другие свойства бетонной смеси

Вес бетона в первую очередь зависит от его наполнителя. Одинаковый объем смеси с керамзитом или вулканическим шлаком будет весить по-разному. По этой характеристике выделяют 4 типа (вес 1 м3):

• Легкий, используют для теплоизоляции (около 0,5 т).
• Легкий с пористым заполнителем (от 0,5 до 1,8 т).
• Тяжелый, с гравием или щебнем в качестве заполнителя (от 1,8 до 2,5 т).
• Особо тяжелый с баритом или металлами в составе (до 3 т).

Вес бетонного раствора напрямую зависит от его плотности. Этот показатель указывает, сколько весит единица объема. Чаще всего выражается в кг/м3. В маркировке смеси этот показатель обозначен латинской D.

Плотность бетона (кг/м3) представлена в таблице:

К основным характеристикам материала относится прочность бетона на сжатие. Этот показатель напрямую зависит от того, из смеси какой марки (какого состава) сделано изделие.

Разделяют марки и класс бетона. Класс говорит о его прочности и, выбирая смесь, как правило называют именно ее класс. Он обозначается буквой В и цифрами. Чем больше цифры (выше класс), тем прочнее будет готовый монолит. Прочность изделия на сжатие определяется в кгс/см2. Образец должен пройти испытание не меньше, чем в 95% случаев.

Показатели прочности бетона на растяжение небольшие из-за неоднородности структуры. Чаще этот недостаток компенсируют с помощью армирования.

Еще одно важное свойство смеси – морозостойкость. Показатель указывает, сколько раз готовый монолит может замерзнуть и оттаять без уменьшения его прочности и разрушения. В маркировке она обозначается буквой F и цифрами (чем они больше, тем устойчивее материал).

Конструкции из бетона чаще всего используют для наружных работ, поэтому влагостойкость также является значимым показателем. На образец под давлением подают воду и фиксируют насколько бетон это может выдержать без разрушения или деформации. Показатель измеряют в кгс/см2. В маркировке обозначают буквой W и цифрами.

Используя смесь самого высокого класса, можно получить хрупкую конструкцию из-за несоблюдения пропорций, технологии изготовления раствора или нарушения процесса затвердевания.

Виды растворов из бетона, состав, основные компоненты, в каких пропорциях

Растворы бетона разделяют по типам вяжущего компонента:

• Цементные. Свойства раствора определяются маркой цемента. Существуют таблицы соответствия марок цемента и получаемого бетона.
• Известковые. Обладают повышенными бактерицидными свойствами, не образуют высолов.
• Гипсовые. Прочность ниже, чем у цементных, гидрофобные, с высоким коэффициентом деформации. Применяются для околостроительных внутренних работ.
• Силикатные. Вяжущим выступает жидкое стекло. Обладают повышенными водоотталкивающими свойствами. Этот тип используют для гидротехнического строительства.
• Битумные. На основе смол. Применяются в дорожном строительстве.
• Полимерные. На основе синтетических элементов. Используются для изготовления наливных полов.

Заполнители:

• Мелкофракционный песок. Размер частиц до 5 мм, различают речной и овражный (с примесью глины).
• Щебень. Размер частиц от 10 до 45 мм. К этому заполнителю относят пемзу, шлак и туф вулканического происхождения, известняк, кремнеземистые породы. Качество монолита зависит не только от размера, но и от формы щебня.
• Шлак. Бывает природного и искусственного происхождения.
• Керамзит. Размер частиц от 5 до 40 мм.

Чаще всего для приготовления бетона используют портландцемент марок М400 или М500. В зависимости от пропорции получают бетон определенной марки (за единицу принимают количество цемента, другие пропорции прописаны в отношении к нему):

Количество воды для приготовления раствора указано на упаковке.

Что используется в качестве добавок

Для повышения различных свойств бетона используют добавки:

• Красители (сажу, графит).
• Эластификаторы (ПВА).
• Пластификаторы (моющие растворы).
• Гидроизоляторы.
• Регуляторы морозостойкости
• Ингибиторы коррозии.

Тип добавки выбирают исходя из требований к свойствам готового монолита.

Какой бывает бетон, классификация

Бетонные растворы разделяют на классы на основании физических и химических свойств готовых изделий:

• Назначение (конструкционные, специальные).
• Тип заполнителя (пористые, плотные, специальные).
• Прочность (средней прочности (класс до В50), высокопрочные (класс выше В60)).
• Водонепроницаемость (низкая (W4 и меньше), средняя (W4 – W12), высокая (свыше W12)).
• По виду вяжущего.
• Плотность (особо легкие (марки до D800), легкие (D800 – D2000), тяжелые (D2000 – D2500) особо тяжелые (марки свыше D2500)).
• Морозостойкость (низкая (F50 и меньше), средняя (F50 – F300), высокая (свыше F300)).
• Устойчивость к коррозии (кислотостойкий, жаростойкий, стойкий к карбонизации, используемый в нейтральной среде).
• Количество вяжущего и заполнителей (товарный, жирный, тощий).
• Структура монолита (ячеистый, крупнопористый, поризованный, плотный).
• Условия затвердевания (сухие, влажные, естественные, специальные).
• Способ формирования (литой, укатанный, подводный, вакуумный, торкретбетон).
• Удобоукладываемость (жесткий, подвижный).
• Скорость, с которой раствор набирает прочность в нормальных условиях (быстротвердеющий, медленнотвердеющий).
• Истираемость (низкая G1, средняя G2, высокая G3).

Все данные о бетоне и его свойствах зашифрованы в маркировке на упаковке. Анализируя свойства смесей, можно подобрать подходящую для определенного вида работ (например, смесь высокого класса для гидротехнических сооружений не нужен для подготовки чернового пола при ремонте ванной комнаты).