Бетон: различия между версиями
imported>Шилов |
imported>Vicpeters м откат правок 46.53.249.44 (обс.) к версии Sldst-bot |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{ | {{не путать|Строительный раствор|цементно-песчаным раствором||Бентонит|бентонитом}} | ||
[[Файл:Concrete pouring.jpg|thumb|270px|Укладка бетонной смеси]] | |||
'''Бето́н''' (от {{lang-fr|béton}}) — искусственный [[Камень|каменный]] [[Строительные материалы|строительный материал]], получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой [[Раствор (строительство)|смеси]] из минерального (чаще всего это [[портландцемент]]) или органического вяжущего вещества, крупного или мелкого заполнителей, [[Вода|воды]]<ref name=":1">{{Книга|автор=Баженов Ю. М.|заглавие=Технология бетона|год=2002|место=М.|издательство=Издательство АСВ|страницы=|страниц=500|isbn=5-93093-138-0}}</ref>. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, [[асфальтобетон]]). | |||
{{ | |||
В строительстве наиболее широко используют бетоны, изготовленные на цементах или других неорганических вяжущих. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителя в монолит. | |||
На органических вяжущих веществах ([[битум]], минеральные смолы) бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность и непроницаемость бетонов. | |||
{{ | == История == | ||
{{также|Римский бетон}} | |||
Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами при раскопках в посёлке [[Лепенски-Вир|Лепенски Вир]] (Сербия), можно отнести к 5600 году до н. э. В одной из хижин древнего поселения из бетона, замешанного на [[Гравий|гравии]] и местной [[Известь (материал)|извести]], был изготовлен пол толщиной 25 см<ref name=":0">{{Книга|автор=Кочетов В. А.|заглавие=Римский бетон|год=1991|место=М.|издательство=Стройиздат|страниц=111|isbn=5-274-00044-4}}</ref><ref>Существует мнение, что природный [[цемент]] и бетон на его основе использовался при строительстве храмового комплекса [[Гёбекли-Тепе]], возраст которого оценивается в 12 тыс. лет. В [[Сирия|Сирии]] и [[Иордания|Иордании]] сохранились подземные резервуары для воды из природного бетона, датируемые восьмым тысячелетием до н. э. // [http://www.bbc.com/news/business-38317186 «The hidden strengths of unloved concrete»] {{Wayback|url=http://www.bbc.com/news/business-38317186 |date=20170116081058 }}, BBC News, 16.01.2017.</ref>. | |||
Широко бетон использовался в [[Древний Рим|Древнем Риме]]<ref name=":0" />. [[Италия]] — вулканическая страна, в которой легко доступны компоненты, из которых может быть приготовлен бетон, включая [[пуццолан]]ы и лавовый [[щебень]]. Римляне использовали бетон в массовом строительстве общественных зданий и сооружений, включая [[Пантеон (Рим)|Пантеон]], купол которого до сих пор является наиболее крупным в мире выполненным из неармированного бетона. При этом в восточной части государства эта технология не получила распространения, там в строительстве традиционно использовался камень, а затем и дешёвая [[плинфа]] — род кирпича. | |||
Вследствие упадка Западной Римской империи широкомасштабное строительство монументальных зданий и сооружений сошло на нет, что сделало использование бетона нецелесообразным и в сочетании с общей деградацией ремесла и науки привело к утрате технологии его производства. В период [[Раннее Средневековье|раннего Средневековья]] единственными крупными архитектурными объектами были соборы, которые возводились из природного камня. | |||
= {{- | В середине XVIII века английский инженер [[Смитон, Джон|Джон Смитон]] изобрёл способ изготовления цемента, способного твердеть под водой. Для этого он использовал известняк, содержащий глину. Он применил этот материал при строительстве [[Маяк Эдистон|маяка Эддистон]] в 1759 году<ref>{{Cite web |url=https://concreteunion.ru/istoriya/ |title=История бетона |access-date=2023-10-12 |archive-date=2023-10-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20231004224028/https://concreteunion.ru/istoriya/ |url-status=live }}</ref>. Патент на «римский цемент» получил в [[1796 год]]у {{нп4|Паркер, Джеймс|Джеймс Паркер||James Parker (cement maker)}}. Путём обжига смеси из глины и извести Паркер получил [[романцемент]] — первую в истории марку цемента. Смешанный в определённых пропорциях с гравием, песком и водой такой цемент и образовывал бетон<ref>{{Cite web|url=http://ipcmagazine.ru/simply-complicated/from-the-history-of-the-appearance-of-concrete-and-concrete-mixers#:~:text=В%201796%20г.,цемент%20образовал%20бетон%20%5B1%5D.|title=Из истории появления бетона и бетономешалок|website=ipcmagazine.ru|access-date=2023-10-05|archive-date=2022-10-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20221023183232/http://ipcmagazine.ru/simply-complicated/from-the-history-of-the-appearance-of-concrete-and-concrete-mixers#:~:text=В%201796%20г.,цемент%20образовал%20бетон%20%5B1%5D.|url-status=live}}</ref>. В первой половине XIX века многими исследователями и промышленниками был разработан портландцемент современного типа. Патент на [[портландцемент]] получил в [[1824 год]]у {{нп4|Аспдин, Джозеф|Джозеф Аспдин||Joseph Aspdin}}, в [[1844 год]]у {{нп4|Джонсон, Исаак Чарльз|Исаак Чарльз Джонсон||Isaac Charles Johnson}} улучшил портландцемент Аспдина. В 1817 году [[Вика, Луи|Луи Вика]] изобрёл [[цементный клинкер]]. Параллельно росту производства портландцемента происходило расширение использования цементных растворов и бетонов в строительстве. | ||
=== | Мировыми лидерами в производстве бетона являются [[Китай]] (430 млн м³ в 2006 г.)<ref name="m3502">{{Cite web |url=http://m350.ru/analytics/statistics/ |title=Бетонная статистика: сравнение стран Европы, России и США |access-date=2010-03-05 |archive-date=2010-03-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100315131756/http://m350.ru/analytics/statistics/ |url-status=live }}</ref> и [[США]] (345 млн м³ в 2005 г.<ref>[http://www.ermco.eu/documents/ermco-documents/ermco_statistics_2007_final_081003.pdf European Ready Mixed Concrete Industry Statistics based on the Y2007 production data] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120326012848/http://www.ermco.eu/documents/ermco-documents/ermco_statistics_2007_final_081003.pdf|date=2012-03-26}}</ref> и 270 млн м³ в 2008 г.)<ref name="m3502" />. В [[Россия|России]] в 2008 г. было произведено 52 млн м³ бетона<ref name="m3502" />. | ||
{{ | |||
{{ | == Классификация и виды бетона == | ||
[[Файл:Сопротивление по острию сваи (Base resistanse) PLAXIS.jpg|thumb|Значения начального модуля упругости бетона при сжатии сваи в PLAXIS 30 млн. kPa.]] | |||
Согласно ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования»<ref>{{Cite web|lang=ru|url=http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=236003|title=ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования|access-date=2021-09-21|archive-date=2021-09-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20210921045601/http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=236003|url-status=live}}</ref> и ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия»<ref>{{Cite web|lang=ru|url=http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=177636|title=ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия|access-date=2022-01-14|archive-date=2022-01-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20220107035334/http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=177636|url-status=live}}</ref>, классификация бетонов (за исключением бетонов на битумных вяжущих — [[асфальтобетон]]ов) производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения: | |||
* По назначению различают: | |||
** бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) | |||
** специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.). | |||
* По виду вяжущего вещества различают цементные, известковые, силикатные, гипсовые, шлаковые (шлакощелочные и др.), специальные ([[полимербетон]]ы, бетоны на магнезиальном вяжущем). | |||
* По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях. | |||
* По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой ([[ячеистый бетон]]) или крупнопористой структуры. | |||
* По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении или в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного ([[автоклав]]ного твердения). | |||
* По средней плотности бетоны подразделяют на: | |||
:* особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — [[барит]]овый, [[магнетит]]овый, [[лимонит]]овый; | |||
:* [[Тяжёлые бетоны|тяжёлый]] (плотность 2000—2500 кг/м³); | |||
:* облегчённые (плотность 1800—2200 кг/м³); | |||
:* [[Лёгкие бетоны|лёгкий]] (плотность 200—2000 кг/м³) — [[керамзитобетон]], [[пенобетон]], [[газобетон]], [[пемзобетон]], [[арболит]], вермикулитовый, перлитовый; | |||
:* особо лёгкий (плотность менее 800 кг/м³) — [[полистиролбетон]]. | |||
==== | Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Eb приведены в таблице 6.11 СП 63.1330.2012, в E·10-3, МПа<ref>{{Cite web |url=https://www.normacs.info/discussions/1940 |title=NormaCS ~ СП 63.13330.2012 ~ Модуль упругости бетона СП 63.13330.2012. 10^-3 или 10^+3 ? |access-date=2023-05-15 |archive-date=2023-05-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230515123456/https://www.normacs.info/discussions/1940 |url-status=live }}</ref>. | ||
==== | == Производство бетона == | ||
{{См. также|Бетоносмеситель|Бетоносмесительный завод|Гравитационный бетоносмеситель}} | |||
Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, [[щебень|щебня]] и [[Вода затворения|воды]] (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок ([[Пластификатор (строительство)|пластификаторы]], [[гидрофобизатор]]ы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («[[водоцементное соотношение]]», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и выше. | |||
==== | Распространённой ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента<ref>{{Cite web |url=http://www.wikidacha.ru/articles/?id=323 |title=Изготовление бетона своими руками, водоцементное соотношение, пропорции |access-date=2014-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140222034805/http://www.wikidacha.ru/articles/?id=323 |archive-date=2014-02-22 |url-status=dead }}</ref>. | ||
==== | == Заполнители бетона == | ||
В качестве заполнителя могут использоваться природные или искусственные сыпучие каменные материалы. Занимая в бетоне до 80—85 % его объёма, заполнители образуют жёсткий скелет бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин. | |||
В зависимости от размера зёрен заполнитель делят на мелкий ([[песок природный|песок]]) и крупный ([[щебень]] и [[гравий]]). | |||
| | |||
=== | Заполнители самовосстанавливающегося бетона могут быть химические (на основе битума), и органические (капсулы с кальцийпродуцирующими бактериями). Такой самовосстанавливающийся бетон перспективен для строительства, например, мостов. Результаты испытаний показывают почти полное залечивание трещин в течение примерно 4 недель<ref>{{Cite news|access-date=2021-08-22|date=2021-02-18|website=BBC News|title=Smart materials: From tiny robots to colour-swapping clothes|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-56096888|archive-date=2021-08-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20210822115244/https://www.bbc.com/news/science-environment-56096888}}</ref>. | ||
== | == Подбор состава бетона == | ||
Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона лучше использовать природный песок от среднего до крупного. Крупность песка и его соотношение с крупным заполнителем (щебнем или гравием в тяжёлом бетоне, керамзитом — в лёгком) в составе бетонной смеси влияет на подвижность и количество цемента. Чем мельче песок, тем больше требуется минерального заполнителя и воды. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком. | |||
== | После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учётом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже<ref>[http://krovms.ru/remont-krovli/raschet-sostava-betona П. П. Бородавкин Зерновой состав песка для приготовления бетонной смеси]{{Недоступная ссылка|date=2018-05|bot=InternetArchiveBot }}</ref>. | ||
Вместо песка можно успешно использовать отходы производства металлургической, энергетической, горнорудной, химической и других отраслей промышленности<ref>''Туркина И. А.'' [https://elibrary.ru/item.asp?id=22517310 Бетоны на отходах производства] // Технологии бетонов. — 2013. — № 8 (85). — С. 42—44.</ref>. | |||
== Укладка, уплотнение, затвердевание == | |||
[[Файл:BetonBild 090225 Transportbeton.jpg|thumb|Укладка и уплотнение бетона.]] | |||
Бетонная смесь после приготовления и укладки должна быть как можно быстрее уплотнена. В процессе уплотнения избавляются от воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном — [[вибропресс]]ы. Температура отвердевания — от +5 °C до +30 °C. | |||
При бетонных работах возникают технологические остатки бетона в бетононасосе или миксере при их сливе на землю возникают локальные загрязнения. Для эффективного использования остатков бетона<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.youtube.com/watch?v=YpNXCnD5NvM|title=Куда деть остатки бетона из бетононасоса и миксера?|access-date=2021-06-15|archive-date=2022-01-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20220105142845/https://www.youtube.com/watch?v=YpNXCnD5NvM|url-status=live}}</ref> возможно заранее подготовить небольшие формы. | |||
= {{- | == Эксплуатационные свойства == | ||
{{обновить|дата=2021-08-22}} | |||
=== | === Прочность на сжатие === | ||
Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. | |||
Класс бетона В — это кубиковая (призменная) прочность в МПа, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (доверительной вероятностью) 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в пяти случаях можно ожидать его не выполненным. | |||
Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мега[[Паскаль (единица измерения)|паскалях]] (МПа). Например, обозначение В25 означает, что стандартные кубики (100×100×100 мм), изготовленные из бетона данного класса, в 95 % случаев выдерживают давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для бетона класса В25 по прочности на сжатие нормативное сопротивление Rbn, применяемое в расчётах, составляет 18,5 МПа, а расчётное сопротивление Rb — 14,5 МПа. | |||
Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток. | |||
Наряду с классами, прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %: | |||
==== | {| class="wikitable" | ||
|- | |||
! Класс бетона по прочности | |||
! Ближайшая марка бетона по прочности | |||
! Современное международное обозначение<ref>{{Cite web |url=https://books.google.kz/books?id=g4TmDAAAQBAJ&pg=PA94 |title=Классы бетона по прочности |access-date=2021-08-22 |archive-date=2021-08-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210822140214/https://books.google.kz/books?id=g4TmDAAAQBAJ&pg=PA94 |url-status=live }}</ref> | |||
|- | |||
| B3,5 | |||
| М50 | |||
| — | |||
|- | |||
| B5 | |||
| М75 | |||
| — | |||
|- | |||
| B7,5 | |||
| М100 | |||
| — | |||
|- | |||
| B10 | |||
| М150 | |||
| С8/10 | |||
|- | |||
| B12,5 | |||
| М150 | |||
| С10/12,5 | |||
|- | |||
| B15 | |||
| М200 | |||
| С12/15 | |||
|- | |||
| B20 | |||
| М250 | |||
| С16/20 | |||
|- | |||
| B22,5 | |||
| М300 | |||
| С18/22,5 | |||
|- | |||
| B25 | |||
| М350 | |||
| С20/25 | |||
|- | |||
| B27,5 | |||
| М350 | |||
| С22/27,5 | |||
|- | |||
| B30 | |||
| М400 | |||
| С25/30 | |||
|- | |||
| B35 | |||
| М450 | |||
| С28/35 | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С30/37 | |||
|- | |||
| B40 | |||
| М550 | |||
| С32/40 | |||
|- | |||
| B45 | |||
| М600 | |||
| С35/45 | |||
|- | |||
| B50 | |||
| М700 | |||
| С40/50 | |||
|- | |||
| B55 | |||
| М750 | |||
| С45/55 | |||
|- | |||
| B60 | |||
| М800 | |||
| С50/60 | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С55/67 | |||
|- | |||
| B70 | |||
| М900 | |||
| — | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С60/75 | |||
|- | |||
| B80 | |||
| М1000 | |||
| — | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С70/85 | |||
|- | |||
| B90 | |||
| — | |||
| — | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С80/95 | |||
|- | |||
| B100 | |||
| — | |||
| — | |||
|- | |||
| — | |||
| — | |||
| С90/105 | |||
|- | |||
| B110 | |||
| — | |||
| — | |||
|- | |||
| B120 | |||
| — | |||
| — | |||
|} | |||
Из актуальной версии ГОСТ 26633-2015 данная таблица изъята. | |||
До момента испытаний образцы бетона должны храниться в [[камеры нормального твердения|камерах нормального твердения]], проверка прочности готовой конструкции может осуществляться неразрушающими методами контроля с помощью молотков [[Молоток Кашкарова|Кашкарова]], [[Молоток Физделя|Физделя]] или [[Молоток Шмидта|Шмидта]], склерометров различных конструкций, ультразвуковых приборов и других. | |||
=== | === Удобоукладываемость === | ||
Согласно ГОСТ 7473-2010, по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны: | |||
* сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд); | |||
* жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд); | |||
* подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса). | |||
= | ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости: | ||
{| class="wikitable" | |||
|+ | |||
|- | |||
! Марка по удобоукладываемости | |||
! Норма по жёсткости, с | |||
! Осадка конуса, см | |||
|- | |||
| Сверхжёсткие смеси | |||
| | |||
| | |||
|- | |||
| СЖ3 | |||
| Более 100 | |||
| - | |||
|- | |||
| СЖ2 | |||
| 51—100 | |||
| - | |||
|- | |||
| СЖ1 | |||
| менее 50 | |||
| - | |||
|- | |||
| Жёсткие смеси | |||
| | |||
| | |||
|- | |||
| Ж4 | |||
| 31—60 | |||
| - | |||
|- | |||
| Ж3 | |||
| 21—30 | |||
| - | |||
|- | |||
| Ж2 | |||
| 11—20 | |||
| - | |||
|- | |||
| Ж1 | |||
| 5—10 | |||
| - | |||
|- | |||
| Подвижные смеси | |||
| | |||
| | |||
|- | |||
| П1 | |||
| 4 и менее | |||
| 1—4 | |||
|- | |||
| П2 | |||
| - | |||
| 5—9 | |||
|- | |||
| П3 | |||
| - | |||
| 10—15 | |||
|- | |||
| П4 | |||
| - | |||
| 16—20 | |||
|- | |||
| П5 | |||
| - | |||
| 21 и более | |||
|} | |||
Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при [[Бетонирование|бетонировании]] с помощью [[бетононасос]]а. Для прокачки насосом используют смеси с показателем удобоукладываемости не ниже П2. | |||
=== | === Другие важные показатели === | ||
* | * Прочность на изгиб. | ||
* [[Морозостойкость бетона]] — обозначается латинской буквой «F» и цифрами от 50 до 1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон. | |||
* [[Водонепроницаемость]] — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки. | |||
Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные [[Климатическая камера|климатические камеры]]. | |||
== Добавки для бетона == | |||
Применение добавок позволяет существенным образом влиять на смеси, бетоны и растворы придавая им специфические свойства. ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» предлагает следующую классификацию добавок: | |||
# Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей: | |||
#* [[Пластификатор (строительство)|пластифицирующие]] добавки повышают подвижность бетонной смеси, тем самым позволяя получить заданную консистенцию при меньшем расходе воды; | |||
#* [[водоредуцирующие]] добавки позволяют получить высокоподвижные смеси с низким водосодержанием, следовательно, с относительно небольшим объёмом цементного камня; | |||
#* стабилизирующие добавки обеспечивают сохранность консистенции, тем самым предотвращая расслоение смеси при укладке и уплотнении; | |||
#* добавки регулирующие сохраняемость подвижности смеси востребованы в жаркое время года, при необходимости длительной транспортировки смеси; | |||
#* добавки увеличивающие воздухо- (газо) содержание смеси или воздухововлекающие добавки повышают морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии, но несколько снижают прочность будущей конструкции; | |||
# Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов: | |||
#* регулирующие [[Химическая кинетика|кинетику]] твердения бетона: | |||
#** замедлители применяют, когда возникает необходимость увеличить время до начала схватывания бетонной смеси в случае длительной транспортировки; | |||
#** ускорители сокращают время твердения бетона; | |||
#* повышающие прочность бетона — добавки этого типа увеличивают стойкость бетона к истиранию, ударам и раскалыванию; | |||
#* снижающие проницаемость — вещества, повышающие плотность структуры бетона; | |||
#* добавки повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре применяют для предотвращения [[Коррозия|коррозии]] при непосредственном контакте бетона с арматурой в железобетонных конструкциях; | |||
#* добавки повышающие [[Морозостойкость бетона|морозостойкость]] увеличивают количество циклов попеременного замерзания и оттаивания бетона без потери прочностных свойств; | |||
#* добавки повышающие коррозионную стойкость бетона в условиях среды, вызывающей ухудшение свойств материала; | |||
#* расширяющие добавки применяют с целью компенсировать усадку бетона в процессе эксплуатации конструкции; | |||
# Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства: | |||
#* противоморозные добавки при растворении в воде сильно понижают температуру замерзания смеси, предотвращая её замерзание при транспортировке, а также препятствуют промерзанию свежеуложенного бетона в холодное время года; | |||
#* [[Гидрофобность|гидрофобизирующие]] добавки придают стенкам пор бетона водоотталкивающие свойства, увеличивая водонепроницаемость бетона, а также препятствует возникновению [[Капиллярность|капиллярного эффекта]]; | |||
#* [[Фотокаталитический бетон|фотокаталитические]] добавки придают бетону свойства самоочищаться, в результате такой реакции происходит разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. | |||
# [[Минеральные добавки для цементов, бетонов и строительных растворов|Минеральные добавки для бетона]]: | |||
#* тип I — активные минеральные: | |||
#** обладающие вяжущими свойствами (например, [[Микрокремнезём|микрокремнезем]], [[метакаолин]]); | |||
#** обладающие пуццолановой активностью; | |||
#** обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью. | |||
#* тип II — инертные минеральные. | |||
== Обозначение бетонной смеси == | |||
Согласно ГОСТ 7473-2010, обозначение бетонной смеси должно состоять из: | |||
* типа бетонной смеси (сокр. обозначение); | |||
* класса по прочности; | |||
* марки по удобоукладываемости, | |||
* при необходимости, марки морозостойкости, марки водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона); | |||
* обозначение стандарта. | |||
Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как ''БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010''. В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»). | |||
== | == Защита бетона == | ||
{{ | Гидроизоляционную защиту бетона подразделяют на первичную и вторичную. К первичной относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. Ко вторичной — дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды<ref>[http://msuee.ru/science/1/sb-06.files/1_81_sb_06.html А. Н. Клюев, В. Б. Семёнов. Бесцементный бетон на основе щёлочесодержащих отходов нефтехимической промышленности] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080403001250/http://msuee.ru/science/1/sb-06.files/1_81_sb_06.html |date=2008-04-03 }}</ref>. | ||
Меры первичной защиты предполагают использование материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость в агрессивной среде, а также обеспечивающих низкую проницаемость бетона. К мерам первичной защиты относятся также вопросы выбора рациональных геометрических очертаний и форм конструкций, назначение категорий трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, рассмотрение сочетания нагрузок и определение непродолжительного раскрытия трещин, назначение толщины защитного слоя бетона с учётом его непроницаемости. Также к первичной защите можно отнести применение интегральных капиллярных материалов — [[гидроизоляция]] строительными смесями [[Проникающая гидроизоляция|проникающего действия]]. При этом уплотняется структура бетона и происходит увеличение водонепроницаемости, морозостойкости, прочности на сжатие и коррозионной стойкости на весь срок службы. | |||
Задача вторичной защиты — не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и бетона. В качестве вторичной защиты используют обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, [[Наливной пол|наливные полы]] и высоконаполненные покрытия. Чаще всего в качестве связующего материала при производстве полимерных составов применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные компоненты. Механизм защиты бетонного основания заключается в уплотнении поверхностного слоя и изоляции поверхности. | |||
Проблема защиты бетона от химической и электрокоррозии стоит особенно остро для объектов железнодорожного транспорта, где [[блуждающие токи]] утечки сочетаются с агрессивным химическим воздействием. | |||
==== | == Прогрев бетона зимой == | ||
Существенный недостаток бетона выявляется при строительстве в зимнее время, когда из-за низких температур прочность возводимых бетонных сооружений находится под угрозой. По этой причине возникает потребность в принудительном прогреве бетона. | |||
== | Основные и дополнительные способы прогрева бетона<ref>[http://smu8.by/page/progrev-betona-zimoi Прогрев бетона зимой: основные способы] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140903101313/http://smu8.by/page/progrev-betona-zimoi |date=2014-09-03 }}</ref>: | ||
* Прогрев проводом. Доступный метод, который обеспечивает отличный прогрев помещения. | |||
* Прогрев электродами. Обеспечивает быстрое нагревание в силу распространения сети электродов. | |||
:* пластинчатые электроды. Они соединяются с бетонным раствором изнутри — крепятся на опалубку. Передают тепло непосредственно бетону. | |||
:* полосовые электроды. Крепятся с обеих сторон. | |||
:* струнные электроды. Чаще используются в колоннах и крепятся в центральной части. | |||
:* стержневые электроды. Применяются там, где невозможно использование других электродов. | |||
* Станция прогрева бетона. Используется в тех случаях, когда бетон планируется прогревать проводом. Мощность станции напрямую влияет на уровень прогрева бетона. Управляется вручную или автоматически. | |||
* Греющая опалубка. Считается более выгодным и долгосрочным решением для обогрева бетона, чем прогрев при помощи проводов. | |||
* Индукционный метод. При таком выборе важно строго рассчитать количество витков и соотнести их с объёмом металла конструкции. | |||
* Инфракрасный метод. Эффективный и простой способ прогрева, но достаточно дорогостоящий. | |||
* Бетонирование в тепляках и термоматы. Трудоёмкий и дорогой метод, который не подходит для больших помещений с колоннами. В таких случаях монолитные колонны или стены лучше защищать пологами, натянув их на строительные леса, поставить термогенераторы принудительного типа. | |||
* Набор температуры влияет на набор прочности и сроки снятия опалубки, для этого в зимний период так же необходимо следить за температурой бетона на поверхности и внутри ядра. Поэтому в конструкции делают термоскважины или монтируют термопары. При демонтаже опалубки разница температур окружающей среды и ядра бетонной конструкции не должна превышать 15 градусов. | |||
==== | == См. также == | ||
* [[Пенобетон]] | |||
* [[Монолитный пенобетон]] | |||
* [[Ячеистый бетон]] | |||
* [[Цемент]] | |||
* [[Стойкость бетона]] | |||
* [[Бетононасос]] | |||
* [[Автобетоносмеситель]] | |||
* [[Железобетонные изделия]] | |||
* [[Опалубка]] | |||
* [[Арматура (строительство)|Арматура]] | |||
* [[Керамзитобетон]] | |||
* [[Шлакоблок|Шлакобетон]] | |||
* [[Газобетон]] | |||
* [[Монолитное строительство]] | |||
* [[Бетоносмесительный завод]] | |||
* [[Конус Абрамса]] | |||
* [[Молоток Кашкарова]] | |||
* [[Минеральные добавки для цементов]] | |||
* [[Железобетон]] | |||
==== | == Примечания == | ||
{{примечания}} | |||
== | == Литература == | ||
{{ | {{Родственные проекты | ||
| | |Тема = Бетон | ||
| | |Портал = | ||
| | |Викисловарь =бетон | ||
| | |Викиучебник = | ||
| | |Викицитатник = | ||
| | |Викитека = | ||
| | |Викивиды = | ||
| | |Метавики = | ||
}} | }} | ||
* {{ВТ-ВЭС|Бетон}} | |||
* {{ВТ-ЭСБЕ|Бетон}} | |||
* [[Мощанский, Николай Алексеевич|Мощанский Н. А.]]. Плотность и стойкость бетонов. — {{М.}}: Госстройиздат, 1951. — 175 с. | |||
* {{книга | |||
|автор = Пирожников Л. Б. | |||
* | |заглавие = Занимательно о бетоне | ||
|ссылка = | |||
|ответственный = Под. ред. А. Н. Попова | |||
|издание = 2-е изд., доп | |||
|место = М. | |||
{{ | |издательство = [[Стройиздат]] | ||
|год = 1986 | |||
|страницы = | |||
{{ | |страниц = 104 | ||
|серия = | |||
|isbn = | |||
|тираж = | |||
= | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
}} | }} | ||
* {{книга|автор = Дворкин Л. И., Дворкин О. Л.|заглавие = Специальные бетоны|место = М.|издательство = Инфра-Инженерия|год = 2012|isbn = 978-5-9729-0046-6}} | |||
* ''Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В.'' Строительные материалы : учебник для студентов ВО, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство / АНО ДПО Техническая академия Росатома. — СПб., 2019. — ISBN 978-5-906580-11-5 | |||
* ''Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Сучков В. П.'' Гидравлические вяжущие. Бетоны. Строительные растворы : учебное пособие / АНО ДПО Техническая академия Росатома. — СПб., 2019. — ISBN 978-5-906580-06-1 | |||
{{вс}} | |||
{{Строительные материалы}} | |||
{{ | |||
{{ | |||
[[Категория:Скульптурные материалы]] | |||
[[Категория:Бетон|Бетон]] | |||
[[Категория:Кровельные материалы]] | |||
Текущая версия от 17:24, 10 марта 2026

Бето́н (от фр. béton) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой смеси из минерального (чаще всего это портландцемент) или органического вяжущего вещества, крупного или мелкого заполнителей, воды<ref name=":1">Шаблон:Книга</ref>. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон).
В строительстве наиболее широко используют бетоны, изготовленные на цементах или других неорганических вяжущих. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителя в монолит.
На органических вяжущих веществах (битум, минеральные смолы) бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность и непроницаемость бетонов.
История
Шаблон:Также Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами при раскопках в посёлке Лепенски Вир (Сербия), можно отнести к 5600 году до н. э. В одной из хижин древнего поселения из бетона, замешанного на гравии и местной извести, был изготовлен пол толщиной 25 см<ref name=":0">Шаблон:Книга</ref><ref>Существует мнение, что природный цемент и бетон на его основе использовался при строительстве храмового комплекса Гёбекли-Тепе, возраст которого оценивается в 12 тыс. лет. В Сирии и Иордании сохранились подземные резервуары для воды из природного бетона, датируемые восьмым тысячелетием до н. э. // «The hidden strengths of unloved concrete» Шаблон:Wayback, BBC News, 16.01.2017.</ref>.
Широко бетон использовался в Древнем Риме<ref name=":0" />. Италия — вулканическая страна, в которой легко доступны компоненты, из которых может быть приготовлен бетон, включая пуццоланы и лавовый щебень. Римляне использовали бетон в массовом строительстве общественных зданий и сооружений, включая Пантеон, купол которого до сих пор является наиболее крупным в мире выполненным из неармированного бетона. При этом в восточной части государства эта технология не получила распространения, там в строительстве традиционно использовался камень, а затем и дешёвая плинфа — род кирпича.
Вследствие упадка Западной Римской империи широкомасштабное строительство монументальных зданий и сооружений сошло на нет, что сделало использование бетона нецелесообразным и в сочетании с общей деградацией ремесла и науки привело к утрате технологии его производства. В период раннего Средневековья единственными крупными архитектурными объектами были соборы, которые возводились из природного камня.
В середине XVIII века английский инженер Джон Смитон изобрёл способ изготовления цемента, способного твердеть под водой. Для этого он использовал известняк, содержащий глину. Он применил этот материал при строительстве маяка Эддистон в 1759 году<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Патент на «римский цемент» получил в 1796 году Шаблон:Нп4. Путём обжига смеси из глины и извести Паркер получил романцемент — первую в истории марку цемента. Смешанный в определённых пропорциях с гравием, песком и водой такой цемент и образовывал бетон<ref>Шаблон:Cite web</ref>. В первой половине XIX века многими исследователями и промышленниками был разработан портландцемент современного типа. Патент на портландцемент получил в 1824 году Шаблон:Нп4, в 1844 году Шаблон:Нп4 улучшил портландцемент Аспдина. В 1817 году Луи Вика изобрёл цементный клинкер. Параллельно росту производства портландцемента происходило расширение использования цементных растворов и бетонов в строительстве.
Мировыми лидерами в производстве бетона являются Китай (430 млн м³ в 2006 г.)<ref name="m3502">Шаблон:Cite web</ref> и США (345 млн м³ в 2005 г.<ref>European Ready Mixed Concrete Industry Statistics based on the Y2007 production data Шаблон:Webarchive</ref> и 270 млн м³ в 2008 г.)<ref name="m3502" />. В России в 2008 г. было произведено 52 млн м³ бетона<ref name="m3502" />.
Классификация и виды бетона
Согласно ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования»<ref>Шаблон:Cite web</ref> и ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия»<ref>Шаблон:Cite web</ref>, классификация бетонов (за исключением бетонов на битумных вяжущих — асфальтобетонов) производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:
- По назначению различают:
- бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий)
- специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
- По виду вяжущего вещества различают цементные, известковые, силикатные, гипсовые, шлаковые (шлакощелочные и др.), специальные (полимербетоны, бетоны на магнезиальном вяжущем).
- По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
- По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой (ячеистый бетон) или крупнопористой структуры.
- По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении или в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).
- По средней плотности бетоны подразделяют на:
- особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
- тяжёлый (плотность 2000—2500 кг/м³);
- облегчённые (плотность 1800—2200 кг/м³);
- лёгкий (плотность 200—2000 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
- особо лёгкий (плотность менее 800 кг/м³) — полистиролбетон.
Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Eb приведены в таблице 6.11 СП 63.1330.2012, в E·10-3, МПа<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Производство бетона
Шаблон:См. также Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и выше.
Распространённой ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Заполнители бетона
В качестве заполнителя могут использоваться природные или искусственные сыпучие каменные материалы. Занимая в бетоне до 80—85 % его объёма, заполнители образуют жёсткий скелет бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин.
В зависимости от размера зёрен заполнитель делят на мелкий (песок) и крупный (щебень и гравий).
Заполнители самовосстанавливающегося бетона могут быть химические (на основе битума), и органические (капсулы с кальцийпродуцирующими бактериями). Такой самовосстанавливающийся бетон перспективен для строительства, например, мостов. Результаты испытаний показывают почти полное залечивание трещин в течение примерно 4 недель<ref>Шаблон:Cite news</ref>.
Подбор состава бетона
Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона лучше использовать природный песок от среднего до крупного. Крупность песка и его соотношение с крупным заполнителем (щебнем или гравием в тяжёлом бетоне, керамзитом — в лёгком) в составе бетонной смеси влияет на подвижность и количество цемента. Чем мельче песок, тем больше требуется минерального заполнителя и воды. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.
После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учётом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже<ref>П. П. Бородавкин Зерновой состав песка для приготовления бетонной смесиШаблон:Недоступная ссылка</ref>.
Вместо песка можно успешно использовать отходы производства металлургической, энергетической, горнорудной, химической и других отраслей промышленности<ref>Туркина И. А. Бетоны на отходах производства // Технологии бетонов. — 2013. — № 8 (85). — С. 42—44.</ref>.
Укладка, уплотнение, затвердевание
Бетонная смесь после приготовления и укладки должна быть как можно быстрее уплотнена. В процессе уплотнения избавляются от воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном — вибропрессы. Температура отвердевания — от +5 °C до +30 °C.
При бетонных работах возникают технологические остатки бетона в бетононасосе или миксере при их сливе на землю возникают локальные загрязнения. Для эффективного использования остатков бетона<ref>Шаблон:Cite web</ref> возможно заранее подготовить небольшие формы.
Эксплуатационные свойства
Прочность на сжатие
Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона.
Класс бетона В — это кубиковая (призменная) прочность в МПа, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (доверительной вероятностью) 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в пяти случаях можно ожидать его не выполненным.
Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что стандартные кубики (100×100×100 мм), изготовленные из бетона данного класса, в 95 % случаев выдерживают давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для бетона класса В25 по прочности на сжатие нормативное сопротивление Rbn, применяемое в расчётах, составляет 18,5 МПа, а расчётное сопротивление Rb — 14,5 МПа.
Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.
Наряду с классами, прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:
| Класс бетона по прочности | Ближайшая марка бетона по прочности | Современное международное обозначение<ref>Шаблон:Cite web</ref> |
|---|---|---|
| B3,5 | М50 | — |
| B5 | М75 | — |
| B7,5 | М100 | — |
| B10 | М150 | С8/10 |
| B12,5 | М150 | С10/12,5 |
| B15 | М200 | С12/15 |
| B20 | М250 | С16/20 |
| B22,5 | М300 | С18/22,5 |
| B25 | М350 | С20/25 |
| B27,5 | М350 | С22/27,5 |
| B30 | М400 | С25/30 |
| B35 | М450 | С28/35 |
| — | — | С30/37 |
| B40 | М550 | С32/40 |
| B45 | М600 | С35/45 |
| B50 | М700 | С40/50 |
| B55 | М750 | С45/55 |
| B60 | М800 | С50/60 |
| — | — | С55/67 |
| B70 | М900 | — |
| — | — | С60/75 |
| B80 | М1000 | — |
| — | — | С70/85 |
| B90 | — | — |
| — | — | С80/95 |
| B100 | — | — |
| — | — | С90/105 |
| B110 | — | — |
| B120 | — | — |
Из актуальной версии ГОСТ 26633-2015 данная таблица изъята.
До момента испытаний образцы бетона должны храниться в камерах нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции может осуществляться неразрушающими методами контроля с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта, склерометров различных конструкций, ультразвуковых приборов и других.
Удобоукладываемость
Согласно ГОСТ 7473-2010, по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:
- сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд);
- жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд);
- подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).
ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости:
| Марка по удобоукладываемости | Норма по жёсткости, с | Осадка конуса, см |
|---|---|---|
| Сверхжёсткие смеси | ||
| СЖ3 | Более 100 | - |
| СЖ2 | 51—100 | - |
| СЖ1 | менее 50 | - |
| Жёсткие смеси | ||
| Ж4 | 31—60 | - |
| Ж3 | 21—30 | - |
| Ж2 | 11—20 | - |
| Ж1 | 5—10 | - |
| Подвижные смеси | ||
| П1 | 4 и менее | 1—4 |
| П2 | - | 5—9 |
| П3 | - | 10—15 |
| П4 | - | 16—20 |
| П5 | - | 21 и более |
Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем удобоукладываемости не ниже П2.
Другие важные показатели
- Прочность на изгиб.
- Морозостойкость бетона — обозначается латинской буквой «F» и цифрами от 50 до 1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.
- Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.
Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные климатические камеры.
Добавки для бетона
Применение добавок позволяет существенным образом влиять на смеси, бетоны и растворы придавая им специфические свойства. ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» предлагает следующую классификацию добавок:
- Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
- пластифицирующие добавки повышают подвижность бетонной смеси, тем самым позволяя получить заданную консистенцию при меньшем расходе воды;
- водоредуцирующие добавки позволяют получить высокоподвижные смеси с низким водосодержанием, следовательно, с относительно небольшим объёмом цементного камня;
- стабилизирующие добавки обеспечивают сохранность консистенции, тем самым предотвращая расслоение смеси при укладке и уплотнении;
- добавки регулирующие сохраняемость подвижности смеси востребованы в жаркое время года, при необходимости длительной транспортировки смеси;
- добавки увеличивающие воздухо- (газо) содержание смеси или воздухововлекающие добавки повышают морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии, но несколько снижают прочность будущей конструкции;
- Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
- регулирующие кинетику твердения бетона:
- замедлители применяют, когда возникает необходимость увеличить время до начала схватывания бетонной смеси в случае длительной транспортировки;
- ускорители сокращают время твердения бетона;
- повышающие прочность бетона — добавки этого типа увеличивают стойкость бетона к истиранию, ударам и раскалыванию;
- снижающие проницаемость — вещества, повышающие плотность структуры бетона;
- добавки повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре применяют для предотвращения коррозии при непосредственном контакте бетона с арматурой в железобетонных конструкциях;
- добавки повышающие морозостойкость увеличивают количество циклов попеременного замерзания и оттаивания бетона без потери прочностных свойств;
- добавки повышающие коррозионную стойкость бетона в условиях среды, вызывающей ухудшение свойств материала;
- расширяющие добавки применяют с целью компенсировать усадку бетона в процессе эксплуатации конструкции;
- регулирующие кинетику твердения бетона:
- Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
- противоморозные добавки при растворении в воде сильно понижают температуру замерзания смеси, предотвращая её замерзание при транспортировке, а также препятствуют промерзанию свежеуложенного бетона в холодное время года;
- гидрофобизирующие добавки придают стенкам пор бетона водоотталкивающие свойства, увеличивая водонепроницаемость бетона, а также препятствует возникновению капиллярного эффекта;
- фотокаталитические добавки придают бетону свойства самоочищаться, в результате такой реакции происходит разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д.
- Минеральные добавки для бетона:
- тип I — активные минеральные:
- обладающие вяжущими свойствами (например, микрокремнезем, метакаолин);
- обладающие пуццолановой активностью;
- обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью.
- тип II — инертные минеральные.
- тип I — активные минеральные:
Обозначение бетонной смеси
Согласно ГОСТ 7473-2010, обозначение бетонной смеси должно состоять из:
- типа бетонной смеси (сокр. обозначение);
- класса по прочности;
- марки по удобоукладываемости,
- при необходимости, марки морозостойкости, марки водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
- обозначение стандарта.
Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010. В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»).
Защита бетона
Гидроизоляционную защиту бетона подразделяют на первичную и вторичную. К первичной относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. Ко вторичной — дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды<ref>А. Н. Клюев, В. Б. Семёнов. Бесцементный бетон на основе щёлочесодержащих отходов нефтехимической промышленности Шаблон:Webarchive</ref>.
Меры первичной защиты предполагают использование материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость в агрессивной среде, а также обеспечивающих низкую проницаемость бетона. К мерам первичной защиты относятся также вопросы выбора рациональных геометрических очертаний и форм конструкций, назначение категорий трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, рассмотрение сочетания нагрузок и определение непродолжительного раскрытия трещин, назначение толщины защитного слоя бетона с учётом его непроницаемости. Также к первичной защите можно отнести применение интегральных капиллярных материалов — гидроизоляция строительными смесями проникающего действия. При этом уплотняется структура бетона и происходит увеличение водонепроницаемости, морозостойкости, прочности на сжатие и коррозионной стойкости на весь срок службы.
Задача вторичной защиты — не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и бетона. В качестве вторичной защиты используют обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы и высоконаполненные покрытия. Чаще всего в качестве связующего материала при производстве полимерных составов применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные компоненты. Механизм защиты бетонного основания заключается в уплотнении поверхностного слоя и изоляции поверхности.
Проблема защиты бетона от химической и электрокоррозии стоит особенно остро для объектов железнодорожного транспорта, где блуждающие токи утечки сочетаются с агрессивным химическим воздействием.
Прогрев бетона зимой
Существенный недостаток бетона выявляется при строительстве в зимнее время, когда из-за низких температур прочность возводимых бетонных сооружений находится под угрозой. По этой причине возникает потребность в принудительном прогреве бетона.
Основные и дополнительные способы прогрева бетона<ref>Прогрев бетона зимой: основные способы Шаблон:Webarchive</ref>:
- Прогрев проводом. Доступный метод, который обеспечивает отличный прогрев помещения.
- Прогрев электродами. Обеспечивает быстрое нагревание в силу распространения сети электродов.
- пластинчатые электроды. Они соединяются с бетонным раствором изнутри — крепятся на опалубку. Передают тепло непосредственно бетону.
- полосовые электроды. Крепятся с обеих сторон.
- струнные электроды. Чаще используются в колоннах и крепятся в центральной части.
- стержневые электроды. Применяются там, где невозможно использование других электродов.
- Станция прогрева бетона. Используется в тех случаях, когда бетон планируется прогревать проводом. Мощность станции напрямую влияет на уровень прогрева бетона. Управляется вручную или автоматически.
- Греющая опалубка. Считается более выгодным и долгосрочным решением для обогрева бетона, чем прогрев при помощи проводов.
- Индукционный метод. При таком выборе важно строго рассчитать количество витков и соотнести их с объёмом металла конструкции.
- Инфракрасный метод. Эффективный и простой способ прогрева, но достаточно дорогостоящий.
- Бетонирование в тепляках и термоматы. Трудоёмкий и дорогой метод, который не подходит для больших помещений с колоннами. В таких случаях монолитные колонны или стены лучше защищать пологами, натянув их на строительные леса, поставить термогенераторы принудительного типа.
- Набор температуры влияет на набор прочности и сроки снятия опалубки, для этого в зимний период так же необходимо следить за температурой бетона на поверхности и внутри ядра. Поэтому в конструкции делают термоскважины или монтируют термопары. При демонтаже опалубки разница температур окружающей среды и ядра бетонной конструкции не должна превышать 15 градусов.
См. также
- Пенобетон
- Монолитный пенобетон
- Ячеистый бетон
- Цемент
- Стойкость бетона
- Бетононасос
- Автобетоносмеситель
- Железобетонные изделия
- Опалубка
- Арматура
- Керамзитобетон
- Шлакобетон
- Газобетон
- Монолитное строительство
- Бетоносмесительный завод
- Конус Абрамса
- Молоток Кашкарова
- Минеральные добавки для цементов
- Железобетон
Примечания
Литература
- Шаблон:ВТ-ВЭС
- Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
- Мощанский Н. А.. Плотность и стойкость бетонов. — Шаблон:М.: Госстройиздат, 1951. — 175 с.
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В. Строительные материалы : учебник для студентов ВО, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство / АНО ДПО Техническая академия Росатома. — СПб., 2019. — ISBN 978-5-906580-11-5
- Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Сучков В. П. Гидравлические вяжущие. Бетоны. Строительные растворы : учебное пособие / АНО ДПО Техническая академия Росатома. — СПб., 2019. — ISBN 978-5-906580-06-1