Раствор бетона и его характеристики

Еще с древних времен основным связующим материалом для различных конструкций был бетон. Рецепты его приготовления хранились и передавались от поколения к поколению, пока не дошли до более современного общества. Сегодня специалисты могут классифицировать раствор. Это значит, что таких рецептов становится все больше и больше.

Схема определения пластичности раствора.

Основные и второстепенные параметры

Сегодня все чаще в частном строительстве можно видеть использование. Если речь идет о больших его объемах, то для приготовления потребуется иметь специальные инструменты. Как правило, их нет, поэтому бетон уже в готовом виде приобретается у изготовителя. Растворы обладают рядом некоторых параметров, на которые стоит обращать внимание.

Основными из них можно назвать следующие:

• марка и класс;
• морозостойкость;
• подвижность;
• водонепроницаемость.

Марка и класс — это, пожалуй, те показатели, которые нужно учитывать в обязательном порядке. Именно с помощью них определяется сфера применения данного раствора. Если говорить обо всех остальных параметрах, то их смело можно назвать второстепенными. Например, подвижность бетона можно менять самостоятельно, а нужного уровня водонепроницаемости бетонной конструкции можно добиться при помощи специальных материалов.

Стоит заметить и то, что от марки и класса зависит его прочность, то есть проектная, или как ее часто называют, расчетная прочность конструкции.

Схема определения подвижности бетонной смеси.

Не лишним будет отметить и тот факт, что прочность на протяжении всего периода его эксплуатации постоянно изменяется. В только что приготовленном состоянии прочность практически равна нулю. Однако уже примерно через 3 дня этот показатель приближается к отметке в 70% от его расчетной стоимости. Еще через 3 недели показатель становится равным 100%. Однако на этом все не заканчивается, так как речь идет всего лишь о расчетной прочности, а не о реальной. По истечении первых нескольких лет прочность конструкции постоянно возрастает.

Этот процесс длится вплоть до тех пор, пока не начинается обратный, т.е. разрушение.

Что касается класса и марки, то можно говорить, что сегодня их достаточно много, как, собственно, и сфер применения.

Диапазон марок начинается от М50 и заканчивается М1000. Наиболее часто применяют все марки, которые лежат в диапазоне от М100 до М500. Каждая следующая марка выше на 50 единиц предыдущей, то есть М50, М100, М150 и так далее.

Диапазон классов начинается от В3,5 и заканчивается В80. Наиболее часто употребляются классы, которые лежат в диапазоне от В7,5 и до В40. Различают следующие классы бетона: В7,5, В10, В12,5, В15, В20, В22,5, В25 и так далее.

Физический смысл класса и марки

Схема процессов при твердении бетона.

Как уже было сказано, выбор того или иного класса или марки зависит от конкретной задачи, стоящей перед строителем. Однако стоит заметить, что цифры марки обозначают среднее значение предела прочности на сжатие, то есть на способность выносить какую-либо нагрузку. Измеряется эта нагрузка в давлении силы на единицу площади — кгс/кв.см.

Проверка данного показателя производится при помощи специального пресса. Под него помещается кубик, который набирал свою прочность 28 суток при нормальных температурных условиях.

Стоит отдельно сказать, что каждой марке бетона соответствует свой класс. В общем смысле можно говорить, что эти два понятия являются идентичными. Однако физический смысл у них немного различен. Если говоря о марке, имеют ввиду среднее значение его прочности, то говоря о классе, имеют ввиду его гарантированную прочность.

Есть такие понятия, как коэффициенты вариации, и другие подобные, которые учитываются специалистами при выполнении расчетов. Для частного же строительства такие сложные расчеты ни к чему. Единственное, на что следует обратить внимание, так это на указанный в проектной документации желательный класс.

На данный момент общепринятым является правило, что все показатели, которыми должен обладать бетон, указываются в классах, то есть техническая документация должна содержать определение именно класса. На практике же в подобных документах в большинстве случаев указывается рекомендуемая марка.

Схема составляющих компонентов

Так или иначе, самое главное, чтобы купленная вами марка или класс соответствовали действительности. Проверить самостоятельно растворы можно одним простым способом. Из привезенной массы требуется взять некоторое количество и сделать три кубика со стороной в 15 см. Для этого можно изготовить форму из реек. Перед заливкой в готовые формы деревянные их части необходимо немного смочить водой. Это не позволит дереву впитать влагу из раствора. Залитый бетон требуется проштыковать, то есть стальным или деревянным прутом несколько раз проткнуть бетон. Это делается с целью устранения воздушных полостей.

После этого все образцы должны высохнуть, на что требуется отвести 28 суток. Дальше образцы относятся в лабораторию. Там над ними проводятся исследования и выявляется их реальная марка. Поскольку ждать целый месяц никто не будет, то принято определять прочность по промежуточным данным, которые берутся на 3, 7 и 14 сутки.

Соответствие класса марке

Итак, как было сказано ранее, определенному классу соответствует своя марка раствора:

• В3,5 имеет прочность около 46 кгс/кв.см. Ему соответствует марка М50;
• В5 — 65 — М75;
• В7,5 — 98 — М100;
• В10 — 131 — М150;
• В12,5 — 164 — М150У;
• В15 — 196 — М200;
• В20 — 262 — М250;
• В25 — 327 — М350;
• В30 — 393 — М400;
• В35 — 458 — М450;
• В40 — 524 — М500;
• В45 — 589 — М600;
• В50 — 655 — М600;
• В55 — 720 — М700;
• В60 — 786 — М800.

Применение

Схема приготовления смеси в бетоносмесителях: А – Цикличного действия, Б – Непрерывного действия, В – Гравитационного, Г – Принудительного смешения, 1 – Загрузка материалов, 2 – Перемешивание, 3 – Выгрузка бетонной смеси.

Разные растворы применяются с разными целями.

М50 и М75 — это так называемые легкие бетоны. Они применяются для ремонтных работ некоторых других конструкций.

М100 часто называют товарным. Его основным предназначением является отливка фундаментов, устройство подушек для дорожек и различных покрытий.

М150 — это самый распространенный раствор в частном строительстве. Предназначение примерно то же самое, что и у марки М100. Чтобы самостоятельно приготовить такой бетон, достаточно воспользоваться следующей пропорцией компонентов:

• цемент марки М500 и выше — 1 часть;
• песок — 3 части, для марки цемента М600 можно и 3,5 части;
• около 6 частей обычного щебня.

М200 и М250 тоже очень распространены в частном строительстве. Применяются для устройства простых сооружений и конструкций, для изготовления стяжек, может использоваться как самостоятельный материал для изготовления тротуарных дорожек. Использование этой марки не предполагает наличия больших нагрузок.

М300 так же, как и М100, получил название товарного. Используется с целью возведения несущих свай, балок и стен. Чаще всего применяется с целью изготовления основы для транспортера, для лестниц и плит перекрытия, которые не рассчитаны на большие нагрузки.

Схема приготовления смеси.

М350 используется для изготовления монолитных бетонных и железобетонных фундаментов. Применяется данный раствор и для изготовления аэродромных плит, а также плит перекрытия многоэтажных домов. Как правило, из бетона этой марки изготавливают ЖБИ.

М400 и М450. Эти две марки ввиду избыточной прочности в частном строительстве не применяются вовсе. Даже в промышленности используются редко. Чаще всего используют эту марку для устройства банковских хранилищ, свай, некоторых частей мостов. Часто применяют этот класс для строительства речных дамб и метро.

М500-М1000 — это высокопрочные растворы. Они, как и марки М400 и М450, являются достаточно дорогими. При изготовлении бетонов М500 марки и выше применяется гранитный щебень. Такие бетоны используются при строительстве высотных домов, мостов, крупных дамб, многих военных объектов и других подобных. Особой чертой такого материала является его время застывания — оно гораздо меньше, чем у остальных. В частном строительстве не применяется по многим причинам. Это и избыточная прочность, и неоправданный размер затрат.

Второстепенные параметры

Одним из таких параметров можно назвать морозостойкость. Физический смысл этого понятия прост — способность сохранять свои полезные свойства в условиях постоянного периодического процесса замораживания-оттаивания. Это свойство получило и свое обозначение, которое характеризуется маркой и обозначается латинской буквой «F». Данная величина показывает максимальное количество циклов, при котором конструкция сохраняет все свои физико-механические свойства.

По этому параметру различают следующие марки: F25,35,50,75,100,200. Крайним значением является F1000.

Стоит отметить то, что для каждой марки по прочности данный показатель свой, однако параметр назван второстепенным, потому что его можно изменять путем добавления в раствор специальных добавок.

Схема получения пенобетона с использованием поризатора.

Подвижность — это еще один второстепенный параметр. Он характеризует способность раствора растекаться под тяжестью собственного веса. Обозначается данный показатель буквой «П». Всего различают пять степеней — от П-1 до П-5. Данный коэффициент показывает усадку эталонного конуса, при этом единица соответствует величине усадки в 10 см, а 5 — 15 см. Для приготовления некоторых конструкций, заливка которых затруднена, используется бетон и с большей усадкой — от 16 до 21 см.

Этот параметр тоже может быть искусственно увеличен путем добавления большего количества воды, однако прочность его уменьшается пропорционально.

Еще одним второстепенным показателем можно назвать водонепроницаемость. Он характеризует способность не пропускать влагу. Для каждой марки такой показатель свой, но искусственно его можно изменять.

По данному параметру выделяют следующие марки — W2, 4, 6, 8… 20. Физический смысл прост — это величина давления влаги, выраженная в кгс/кв.см, на образец с диаметром или высотой в 15 см, при которой он не пропускает влагу.

Для изменения этого параметра в состав бетонов вводят специальные гидрофобные вещества.

Процесс твердения смесей

Процесс гидратации — взаимодействие цемента и воды — это обязательный процесс твердения. Если он протекает нормально, то бетон набирает 100% своей прочности к установленным срокам и превышает этот показатель с течением времени. Часто данный процесс останавливается. Причиной может стать впитывание влаги другими предметами, например, деревянной опалубкой. Причиной тому может стать и простое вымерзание влаги.

Чтобы не допускать подобных явлений, в жаркую погоду свежеуложенный раствор следует накрыть влажной тканью. Кроме того, уже после нескольких часов все конструкции можно смачивать небольшим количеством влаги — хуже не станет точно.

При проведении работ при отрицательных или близких к этому значению температурах следует добавлять специальные добавки. При замерзании воды процесс твердения останавливается. При оттаивании он может продолжиться, но при этом такие показатели, как морозостойкость и прочность, будут существенно ниже тех, которые наблюдаются при нормальном твердении.

При проведении работ, связанных с использованием бетонных растворов, следует помнить про показатель, который называется критической прочностью. Он характеризует ту минимальную необходимую прочность бетона, при достижении которой раствор точно достигнет нормальной прочности при любых условиях. Иначе говоря, при достижении высокопрочными бетонами своей прочности в 25% можно с уверенностью сказать, что они достигнут прочности в 100%.

Естественно, что у менее прочных составов этот порог находится на более высоком уровне.