1
Строительные материалы
Строительный материал на букву «Б»

Строительный материал бетон

Строительство сегодня очень сложно представить без использования бетона. Он представляет собой искусственный камень, который применяется при возведении зданий и сооружений, ограждений, а также разных конструкций и элементов. Бетон довольно широко используется для изготовления хозблоков, отмосток и пешеходных дорожек.

Этот материал универсален, он обладает широкой областью использования. Изготовить его можно самостоятельно или заказать готовую смесь, выполненную в условиях завода. Смешивание компонентов осуществляют в металлических или деревянных коробах, мобильных бетономешалках или ванных. С помощью бетономешалок на строительной площадке можно обеспечить наибольшую продуктивность, качественное перемешивание ингредиентов и сокращение времени работы. Важно исключить попадание в смесь посторонних примесей. Специалисты рекомендуют соблюдать технологию и учитывать пропорции.

Содержание страницы:

История появления бетона

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.

Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшейся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность.

Использование глины в строительстве восходит приблизительно к 10 тысячелетию до н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений; начиная от простейших глинобитных (землебитных) домов до громадных храмов — зиккуратов. Римский писатель и ученый Плиний Старший (23—79 гг. н. э.) в «Естественной истории» с восхищением пишет о виденлых им в Африке и Испании «формованных» стенах таких построек. «...Веками стоят они, не разрушаемые ни дождем, ни огнем, более прочные, чем сделанные из бутового камня... В Испании,— пишет он,— до сего дня стоят сторожевые вышки и башни Ганнибала из глины, построенные на вершинах гор». Плиний недаром называл такие стены «формованными», так как они, действительно, изготавливались путем трамбования (формования) влажного грунта или глины с камнем, уложенных между деревянными щитами опалубки, и в этом смысле являлись прообразом современных монолитных бетонных стен.

По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Считается, что более чем за 3 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее — известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Вместе с производством вяжущих расширялось применение растворов и бетонов. Вероятно, первыми шагами в освоении бетона было помимо полов сооружение траншей для фундаментов зданий, которые заполнялись галькой или обломками битого камня, затем заливались раствором глины, битума или извести с песком и превращались со временем в плотную и относительно прочную массу.

Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были известны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. По сведениям Плиния Старшего, бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры.

Одним из первых начали применять бетон народы, населяющие Индию и Китай. Великая китайская страна, строительство которой было начато в 214 г. до н. э., сооружена в основном из бетона. Приготовление бетона и формование из него стен состояло в следующем. Вначале одна часть известкового теста тщательно перемешивалась с двумя частями песка и гравия или песка, строительного мусора и земли. Полученная сухая (очень жесткая) бетонная сместь с небольшим содержанием воды укладывалась слоями толщиной около 12 см между деревянными щитами опалубки и усиленно уплотнялась деревянными трамбовками. После такого уплотнения поверхность каждого слоя слегка увлажнялась водой и на него укладывался следующий бетонный слой. Процесс повторялся до полного возведения стены. Такой метод строительства довольно широко применялся в Китае еще в 20-х годах нашего века при строительстве домов, школ, бань и пагод.

Народы, жившие на островах Эгейского моря и в Малой Азии, начиная с VII—VI вв. до н. э. применяли растворы на жирной извести с гидравлическими добавками при строительстве отдельных зданий и гидротехнических сооружений. В Индии Уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV—V вв. До н. э.).

Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Таким образом были отделаны дворцы царей Креза (560—546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки. Пространство между двумя рядами каменной стены заполнялось крупными камнями, а затем заливалось известковым раствором. Витрувий в своем трактате довольно подробно описал несколько видов такой кладки.

Можно предположить, что римские бетонные стены и другие подобные конструкции развились как раз из греческой бутовой кладки путем постепенного расширения бутобетонного ядра за счет уменьшения толщины каменных стен, которые из главного элемента кладки постепенно превратились в тонкую оболочку, играющую уже подсобную, второстепенную роль.

Заметное применение бетона на территории древнеримского государства началось примерно с конца IV в. до н. э. и продолжалось около 700 лет. За это время в его развитии, как в живом организме, можно проследить четыре важных этапа: рождение, быстрый рост, зрелость и гибель этого материала.

Так, зарождение бетона, т. е. медленное и постепенное внедрение его в римскую строительную практику, длилось более двух столетий (до I в. до н. э.). Второй этап, продолжавшийся до II в. н. э., сопровождался ускоренным ростом и широким распространением объемов бетонного строительства по всей Римской империи и прилегающим к ней странам. На третьем этапе (в период так называемой зрелости) бетон развивался не так стремительно, но с заметным улучшением свойств, технологии изготовления и принятия новых конструктивных решений. Это был этап качественного роста и развития больших потенциальных возможностей, который продолжался с начала II в. и примерно до середины III в. н. э. Наконец, заключительный, четвертый этап, продолжался менее ста лет и закончился в начале IV века н. э.

Указанное деление эволюционного развития римского бетона на отдельные этапы довольно условно, но позволяет схематично показать весь путь, который прошел этот материал за семь веков своего существования.

Характеристики бетона

Прочность бетона – это важнейшая его характеристика, которая оказывает непосредственное воздействие на эксплуатационные параметры материала. Под этим понятием принято подразумевать способность бетона выдерживать воздействие агрессивных сред и внешних механических сил. Эта величина определяется методами контроля: ультразвуковыми и механическими. В ГОСТ 18105-86 указаны правила испытания прочности бетона на изгиб, растяжение и сжатие. Одной из характеристик служит коэффициент вариации, демонстрирующий однородность смеси.

В соответствии с ГОСТ 10180—67 определение предела прочности бетона производится при сжатии контрольного куба, имеющего размер ребер 200 миллиметров в возрасте 28 суток. Данный вид принято называть кубиковой прочностью. Кроме ГОСТов, для определения прочности используются еще и СНиПы. К примеру, минимальная распалубочная прочность бетона горизонтальных незагруженных конструкций при длине пролета до 6 метров должна быть не менее 70% проектной прочности, а при длине более 6 метров – 80% проектной прочности. В данном случае именно прочность представляет важнейшее свойство. Как и природный камень, этот материал лучше сопротивляется сжатию, а не растяжению, поэтому именно предел прочности по этому показателю выбран в качестве главного критерия.

Классификация бетонных растворов

Бетонные растворы классифицируются по следующим признакам: назначение, вид вяжущего вещества и заполнителей, средняя плотность, условия твердения, структура, характеристики модуля упругости и защитного слоя, уровень водонепроницаемости (водопоглощения) и морозостойкости и т.д. Рассмотрим основные из них.

1. По виду вяжущего вещества:

  • Цементные
  • Силикатные
  • Асфальтобетон
  • Шлакощелочные
  • Полимербетон (пластобетон) и т.д.

2. По назначению:

  • Обычные (для гражданских и промышленных зданий)
  • Специальные (дорожные, гидротехнические, декоративные, теплоизоляционные
  • Специального назначения (жаростойкие, химически стойкие, звукопоглощающие, защищающие от радиации и т.д.)

3. По объёмной массе:

  • Особо легкие (средняя плотность до 500 кг/м3)
  • Легкие (средняя плотность 500-1800 кг/м3) – пенобетон, керамзитобетон, арболит, газобетон, перлитовый, вермикулитовый растворы
  • Тяжелые (средняя плотность 1800-2500 кг/м3) – гранитный, известняковый, базальтовый, гравийный
  • Особо тяжелые (средняя плотность более 2500 кг/м3) – лимонитовый, магнетитовый, баритовый

4. По удобоукладываемости по ГОСТ 7473-94:

  • Подвижные (подразделяющиеся по осадке конуса, жесткость меньше 4 секунд)
  • Жесткие (с жесткостью 5-50 секунд)
  • Сверхжесткие (с жесткостью от 50 секунд)

Плотность бетона

Плотность бетона очень не простая характеристика, так как при добавлении различных компонентов в смесь она либо увеличивается либо уменьшается. При застывании прочность бетона увеличивается, следовательно и его плотность, так как не нужная вода испаряется. Чтобы увеличить плотность бетона можно сделать смесь на основе пуццоланового портландцемента, расширяющегося или глиноземистого цемента, при застывании в бетоне практически не образуются пустоты. Конечно можно уменьшить количество воды и увеличить количество цемента в смеси, тогда и плотность бетона увеличиться, но здесь есть подводные камни — это сложность при укладке.

Также плотность бетона увеличивают добавки-пластификаторы, они по мимо увеличения плотности бетона улучшают общие характеристики готовой смеси. Если состав бетона будет по ГОСТу, то и плотность будет вполне известной величиной.

Существует несколько видов бетона:

  • Легкий — плотность бетона от 500 до 1800 кг/м. К такому бетону относятся ячеистые, газо- и пенобетоны, керамзитобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый. Несущая способность такой смеси после застывания очень мала.
  • Тяжелый или обычный бетон — плотность бетона от 1800 до 2500 кг/м. Наполнителем для такого бетона служит гравий, щебёнка (базальт, гранит, известняк). Такой бетон имеет отличные износостойкие свойства, поэтому его часто применяют в промышленном строительстве.
  • Особо тяжелый бетон — плотность бетона свыше 2500 кг/м. Так называемые баритовый, магнетитовый, лимонитовый бетонные смеси. Такой бетон используют при строительствах АЭС, так ка он защищает от ионизирующего излучения.

Конечно лучше всего покупать уже готовый бетон, изготовленный по ГОСТу, а не самим колдовать, потому что не всегда мы можем добиться желаемого результата в таком деле, как строительство.

Марка бетона

Этот показатель определяется в специализированных лабораториях опытным путем. Для того чтобы узнать, какую марку имеет бетон, сделанный из него кубик с длиной стороны в 15 см подвергают определенному давлению. При этом смотрят на показатели сжимаемости.

На настоящий момент на рынке существуют наиболее часто используемые основные марки бетона. И их характеристики (таблица ниже представляет их наглядно), и способы применения будут рассмотрены нами чуть позже. Всего таких разновидностей материала существует семь. Обозначается каждая из них буквой М и цифрой, показывающей, какое давление в кгс на см может выдерживать материал. Так, к примеру, бетон М200 способен сохранять целостность под нагрузкой в 200 кгс/см.

Области применения

С тем, какие требуются материалы для бетона в каких пропорциях определились, но какая марка нужна? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Проще будет ориентироваться, если будете знать, какие марки бетона для чего могут быть использованы (назовем только те, которые применяются при строительстве частного дома, его ремонте или обустройстве участка).

М100 (В7,5). Это так называемый тощий бетон. Его используют в для подготовки площадки под ответственные конструкции. Например, при строительстве ленточного фундамента на гравийно-песчаную подсыпку укладывают слой тощего бетона, а после начинают работы по армированию. Этот же состав применяют при укладке бордюрного камня, например при изготовлении дорожек или отмостки вокруг дома.

М150 (В12.5). Этот состав применяют при подготовке под плитный фундамент, для стяжек, заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона может использоваться для изготовления фундаментов под небольшие легкие постройки типа деревянной бани или небольшого гостевого дома из бруса или бревна.

М200 (В15). Одна из наиболее популярных марок бетона. Из него делают фундаменты любого типа для легких домов на нормальных грунтах, стяжки, лестницы, отмостки, дорожки. Из бетона этой марки изготавливают цементные блоки в домашних условиях, его же используют на заводах для изготовления фундаментных и строительных блоков.

М250 (В20). Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Делают любые фундаменты на сложных грунтах, или на нормальных, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Делают отмостки, которые будут использоваться как дорожки, наружные лестницы, бетонируют крыльцо, заборы и т.п. Также из него делают плиты перекрытия при небольших нагрузках.

М300 (В22,5). Также подходит для всех перечисленных выше областей, но в еще более суровых условиях эксплуатации. Изготавливают фундаменты под тяжелые дома на пучныстых грунтах, делают монолитные стены, дорожки, водонепроницаемую отмостку и т.п. Из этой марки бетона в основном делают плиты перекрытия и ростверки для свайно-ростверковых фундаментов.

М350 (В25). Прочность этой марки для частного строительства в основном чрезмерна. Это бетон используется для строительства монолитных чаш бассейнов или для изготовления фундаментов при высоком уровне грунтовых вод, для других сооружений, требующих высокой водостойкости. Эта марка уже чаще используется в промышленном строительстве.

М400 (В30). Это уже дорогая марка бетона, которая используется на объектах со специальными требованиями: для больших бассейнов, дамб, хранилищ в банках и т.д.

Строительный материал
Бетон Битум Брус Брусчатка
Яндекс.Метрика