Что такое тяжелый бетон? Состав тяжелого бетона
- 30 августа 2021
Тяжелый бетон – это строительная смесь с объемной массой 1800-2500 кг/м3 и плотностью 2000-2500 кг/м3. То есть, речь о группе особо прочных, плотных и тяжелых бетонов, которые широко применяются в гражданском и промышленном строительстве. Повышенная прочность тяжелого бетона достигается за счет оптимального соотношения мелкого и крупного заполнителя, воды и портландцемента. Также важную роль играют специальные добавки, улучшающие основные и второстепенные характеристики бетона.
В сегодняшнем материале расскажем, что собой представляют тяжелые бетоны, какой состав и технология приготовления применяется. Также затронем тему классификации, марки тяжелого бетона и сферы его применения.
Технические характеристики тяжелых бетонов
Согласно действующим государственным стандартам ГОСТ (ДСТУ), технические характеристики тяжелых бетонов выглядят следующим образом:
- объемный вес (масса) бетона от 1800 до 2500 кг/м3;
- плотность тяжелого бетона должна соответствовать значению 2000-2500 кг/м3;
- показатель прочности на сжатие – от 100 до 600 кг/см2;
- морозостойкость (допустимое количество циклов заморозки и оттаивания без потери качества и целостности структуры конструкции) – от f50 до f1000;
- показатель влагостойкости от W2 до W20.
Подобный разброс в значения обусловлен сферой использования тяжелых бетонов. Например, для одних целей используют бетон плотностью 2000 кг/м3, морозостойкостью f200 и влагостойкостью W6, а в других ситуациях нужен более прочный и устойчивый материал, особо тяжелый бетон.
Состав тяжелых бетонов
Тяжелые виды бетонов производят из тех же компонентов, что и обычные бетонные смеси. Но некоторые отличия все-таки имеются. Состав тяжелого бетона:
- В качестве вяжущего вещества выступает портландцемент марок М300, М400 и М500.
- Мелкий заполнитель – речной или карьерный песок. Если песок речной, он должен быть очищен от илистых вкраплений и глины, если карьерный, то обязательно мытый или сеяный. То есть, без лишнего мусора.
- Крупный заполнитель – гравийный или гранитный щебень фракцией от 5 до 40 мм. Гранитный щебень имеет естественный радиационный фон, который может отличаться в зависимости от места добычи. Для гражданского строительства подходит гранитный щебень не ниже I-го класса радиоактивности.
- Природный растворитель – вода. Чтобы свойства тяжелого бетона отвечали прописанным в проектной документации значениям, вода должна быть чистой, желательно водопроводной без лишних примесей.
- Различные добавки. Есть разные добавки в бетонные смеси. Одни повышают морозостойкость, другие снижают пористость, третьи повышает показатели прочности на растяжение. Но есть и универсальные армирующие добавки, например, полипропиленовое фиброволокно. Но об этом позже.
Эти материалы для тяжелого бетона используются в различных пропорциях, с учетом необходимого класса бетонной смеси. И измеряются обычно не в соотношении, а в кг на м3. Например, для класса бетона B30 (марка цемента М400) необходимо 483 кг цемента, 695 кг песка, 1080 кг щебня (фракция 5-20 мм) и 140 л воды. Класс бетона и пропорции указываются в проектной документации.
Классификация тяжелых бетонов
В зависимости от сферы применения, существуют следующие разновидности тяжелого бетона:
- Высокопрочный бетон делают из портландцемента марок М400 или М500, чистого песка мелкой фракции и щебня крупной фракции. Дополнительно используется вибрационное оборудование, способствующее снижению пористости, что сказывается на плотности бетонной смеси.
- Быстросхватывающийся бетон получается при использовании специальных добавок, ускоряющих высыхание без потери качества. Одна из основных добавок – хлористый водород.
- Дорожный бетон предназначен для строительства дорого и аэродромных площадок. Особо прочный и устойчивый к химическим реагентам. В ходе производства часто используются микроармирующие добавки, существенно повышая плотность тяжелого бетона и другие его характеристики.
- Железобетон – под этим понятием понимается тяжелый бетон, который укрепляют арматурой или арматурными сетками. Используются для строительства монолитных конструкций, промышленных полов и железобетонных плит перекрытия.
- Бетон для гидросооружений. Основные требования к этому виду бетона – повышенные показатели водонепроницаемости, морозостойкость и минимальная пористость.
- Устойчивый к кислотам и агрессивным химическим средам. Производится с добавкой специальных компонентов, повышающих устойчивость к различным химическим соединениям.
- Жаростойкий бетон используется при строительстве спецобъектов.
- Декоративный тяжелый бетон производится с добавлением заполнителей вроде мраморной крошки. Также могут использоваться красители.
Классификация тяжелых бетонов – весьма условное разделение смесей на разновидности. В крупных строительных проектах используются буквенные и цифровые обозначения, которые определяют плотность, прочность (в том числе на растяжение на изгибе), класс морозостойкости и прочие параметры.
Классы тяжелого бетона
Класс бетона напрямую указывает на его прочностные характеристики. Чем выше класс бетонной смеси, тем прочнее бетон. Обозначается буквой «B» и определяется путем тестирования бетонного кубика под прессом в лабораторных условиях. Для измерения прочности используются мегапаскали.
Классы тяжелого бетона определяют марку используемого цемента. Например, для бетона класса B40 подходит цемент марки M500, и только он. Если же речь о бетоне B25, то допускается использование цемента марки М350. На основе этого определяется средняя прочность, измеряемая к кГс/см2.
Армирующие добавки в тяжелые бетоны
Для производства тяжелых бетонов используют различные виды добавок. Одни ускоряют высыхание, другие предотвращают расслоение бетона, третьи повышают морозостойкость. Но есть и универсальные добавки, которые повышают основные свойства тяжелого бетона и усиливают дополнительные характеристики. И речь о полипропиленовой фибре – инновационном армирующем материале, который сегодня широко используется как в частном, так и в гражданском и промышленном строительстве.
Чаще всего для тяжелых бетонов используют три вида фиброволокна:
- MicroArm – полимерные микроволокна, подвергнутые композитной модификации и химической обработке. Длина микроволокон MicroArm от 2 до 18 мм. В одном килограмме от 185 млн. до 1,6 млрд. полипропиленовых волокон (зависит от их длины).
- PoliArm – структурное макроволокно волнистой формы из первичного полимера. Длина волокон от 25 до 55 мм. Количество в килограмме – от 42 тыс. до 90 тыс. штук.
- X Mesh – полипропиленовые структурные скрученные макроволокна из сополимера полипропилена длиной 23, 39 или 54 мм. В одном килограмме 375-500-900 тыс. штук соответственно.
Каждый из видов фиброволокна имеет свои преимущества, но все они подходят для тяжелых бетонов. Что дает фибра (общие характеристики):
- микро- и макроволокна полипропилена создают в бетонной смеси обширную и объемную матричную структуру, что делает конструкцию монолитной;
- фибра существенно повышает прочностные характеристики на 24-30%;
- снижается вероятность образования трещин при усадке и высыхании (на 70%);
- повышаются показатели усталостной и ударной прочности;
- существенно повышается водонепроницаемость и морозостойкость;
- появляется или повышается устойчивость к активным химическим средам;
- снижается удельный вес бетонной конструкции.
Полипропиленовая фибра может использоваться в любых бетонных смесях. Главное – соблюдать рекомендации по применению выбранного фиброволокна. Более подробно о расходе фибры на м3 бетонной смеси можно посмотреть в карточках MicroArm, PoliArm и X Mesh. Теперь вы знаете, что такое тяжелый бетон, его разновидности и сферу применения.