Что такое тяжелый бетон? Состав тяжелого бетона

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:

1. В качестве вяжущего вещества выступает портландцемент марок М300, М400 и М500.
2. 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.
3. 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.
4. Природный растворитель – вода. Чтобы свойства тяжелого бетона отвечали прописанным в проектной документации значениям, вода должна быть чистой, желательно водопроводной без лишних примесей.
5. 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:

1. 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.
2. Быстросхватывающийся бетон получается при использовании специальных добавок, ускоряющих высыхание без потери качества. Одна из основных добавок – хлористый водород.
3. 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.
4. Железобетон – под этим понятием понимается тяжелый бетон, который укрепляют арматурой или арматурными сетками. Используются для строительства монолитных конструкций, промышленных полов и железобетонных плит перекрытия.
5. Бетон для гидросооружений. Основные требования к этому виду бетона – повышенные показатели водонепроницаемости, морозостойкость и минимальная пористость.
6. Устойчивый к кислотам и агрессивным химическим средам. Производится с добавкой специальных компонентов, повышающих устойчивость к различным химическим соединениям.
7. Жаростойкий бетон используется при строительстве спецобъектов.
8. 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:

1. 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).
2. 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.
3. 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.