Легкие бетоны в частном строительстве

О термине

Месторождение природного битума — озеро Пич-Лейк на Тринидаде, от названия этого материала и произошло слово «бетон»

В общем понятии термин «бетон» — это смесь заполнителей и вяжущего. Какое вяжущее — не оговаривается, поэтому бесцементных бетонов существует множество. Посмотрите на улицу — дорога, скорее всего, покрыта асфальтом это тоже бетон, но только в нем вяжущим является органическое вещество — битум. Кстати правильное название асфальта — асфальтобетон.

Немного истории

Бесцементный бетон применяли еще в Древнем Египте

На самом деле, бесцементные бетоны – это, наравне с глиняным (даже необожженным) кирпичом, один из самых древних материалов. Технология бесцементная бетона использовалась еще в Древнем Египте при строительстве пирамид.

Строения того времени стоят до сих пор, и не уступают в прочности современным. Для скрепления блоков они использовали раствор на основе извести, который со временем приобретал прочность и водостойкость.

Эта технология просуществовала тысячи лет до возникновения изобретения в технологии обжига клинкера и производства портландцемента в начале XIX века.

Древнеримский бесцементный бетон на основе пуццолана

Портландцемент на сегодня является «кровью» строительной промышленности, большинство зданий возводится при широком его использовании. Однако ему есть и альтернативы — и довольно много. Рассмотрим материалы, которые принято называть бесцементными бетонами.

Марки бетона товарного

В перечислении марок бетона, пойдем от «твердого к мягкому», то есть, от твердых марок бетона до более «мягких», правильно говорить легких бетонов.

Бетон М550, класс В45 самый прочный товарный бетон. Пропорции цемента в бетоне марки М550 максимальные. Используется в производственных процессах при изготовлении специальных железобетонных изделий и в строительстве гидротехнических сооружений. 

Бетон М500 , класс В40, аналогичен бетону М550. Его назначение также для строений и изделий, которые постоянно соприкасаются с водой. Марки бетона М500 и М550 крайне дороги.

Бетоны марок М400, класс В35 и М450, класс B30, также относятся к бетонам высокого класса прочности, и используется в гражданском строительстве сооружений близких к воде (гидроузлы, метрополитен), а также помещений железобетонных изделий специального назначения и банковских хранилищ.

Бетон марки М350, класс В25. Этот бетон используют для устройства фундаментов многоэтажных зданий. Именно этот бетон является основным в производстве ЖБИ изделий, монолитном строительстве, производстве дорожных плит и пустотелых плит перекрытий. Незаменим бетон М350 для заливки бетонных бассейнов, несущих колонн, взлетных полос. В частном строительстве использование бетона М350 не рационально. 

Бетон марки М300, класс В22.5. Популярный товарный бетон для строительства ленточных, свайных и других монолитных фундаментов, популярен в частном строительстве.

Бетоны М200, класс B15 и М250, класс B20 схожие бетоны по характеристикам и применению. Из таких бетонов делают фундаменты малоэтажных домов, небольших лестниц. Такой бетон идет на устройство дорожек и отмостки вокруг дома. Вполне разумно использование бетона М200 или М250 для устройства полов в гараже.

Бетон марки М150, класс В12.5, называют легким бетоном. Бетон этой марки наиболее распространен в частном строительстве и черновой отделки помещений. Его используют для устройства черновых полов в доме, заливки дорожек для пеших прогулок, для выравнивания полов стяжками.

Бетон марки М100, класс В7.5. Легкий бетон, применяемый в подготовительных работах перед армированием и в устройстве фундаментов.

Бетоны марок М50 и М75. Чаще называют цементными растворами. Используются в кладке кирпича и стеновых блоков, штукатурных работ. Отличается отсутствием в составе щебня и большим количеством цемента и песка в составе. В обиходе строителей, редко такой раствор называют бетоном. Более правильное название цементный раствор или пескосмесь.

Назначение бетона в зависимости от марки:

• М 15 – М 50

  применяется для теплоизоляционных и ограждающих конструкций;

• М 50 – М 100

  используется создания отмостков и фундамента;

• М 100 – М 150

  – для организации монолитных фундаментов;

• М 200 – М 250

  – для железобетонных блоков и панелей, которые не испытывают значительной нагрузки, для стяжки полов и устройства ж/д перекрытий;

• М 300

  – для предварительно напряженных конструкций;

• М 550

  – отличается высокой прочностью.

Морозостойкость бетона

Обозначается латинской буквой Fс указанием цифры, обозначающей количество циклов замораживания и оттаивания, которые бетон способен выдержать. Влага, содержащаяся в порах бетонной смеси, при замерзании расширяется в размерах. Уровень капиллярной пористости напрямую влияет на морозостойкость. Чем больше пор, тем ниже уровень морозостойкости.

Стоит знать:Встречаются марки бетона с показателем морозостойкости от F25 до F1000. Уменьшение плотности положительно влияет на морозостойкость бетона.

Классификация по водонепроницаемости

Влага и кислотные компоненты являются составляющими практически с любого материала. Уровень водонепроницаемости обозначается буквами W2 – W20. Для увеличения показателя водонепроницаемости используется сульфатостойкий или пуццолановый портландцемент. В бетонный раствор применяются гидрофобные добавки и пленкообразующие перекрытия.

• W2 – имеет наибольшую степень проницаемости воды. Эти растворы категорически не рекомендуют применять при строительстве объектов, где есть даже незначительный контакт с водой;
• W4 – Нормальная степень водонепроницаемости. Его использовать можно только при условии обеспечения дополнительной гидроизоляции;
• W6 – марка бетона с пониженной проницаемостью воды. Бетон среднего качества и невысокой стоимости;
• W8 – низкая проницаемость воды. Максимальный уровень поглощения влаги – 4,2% от массы бетона;
• W10 – W20. Чем больше индекс, тем выше уровень водонепроницаемости. Бетон марки W20 используется при сооружении гидротехнических объектов. Стоимость бетона W20 высокая, используется он нечасто.

Особенности строения и разновидностей

От общих положений теперь давайте перейдём к конкретике, так как виды свойства применение легкого бетона зависят от особенностей его структуры и используемого наполнителя.

Строение

Классификация легких бетонов согласно их структуре следующая:

1. Обыкновенные. Здесь наблюдается классический бетонный состав: вяжущее вещество, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и вода. Вовлеченность воздуха в таком случае не превышает шести процентов.
2. Крупнопористые. В таких растворах в процессе замешивания отсутствует песок, благодаря чему пустоты между крупными компонентами остаются нетронутыми, а сами они покрываются тонким слоем цемента. Это гарантирует 25% воздуха в составе готового продукта.

Пример строения крупнопористого лёгкого бетона

1. Поризованные. Добавление в цемент порообразователя стимулирует образование в нём душных ячеек, за счёт чего происходит увеличение теплоизоляционных свойств и уменьшение прочностных показателей.

Назначение

В зависимости от того, собираетесь ли вы использовать блоки лёгкого бетона лишь в качестве утеплителя или намерены возводить из них несущие стены, применяется различный подход к их производству. Для увеличения прочностных показателей выполняется специальная автоклавная обработка. Это позволяет следующим образом классифицировать готовые к эксплуатации изделия:

Использование теплоизоляционных блоков для утепления стены из тяжёлого бетона

Возможные наполнители

Состав легкого бетона отличается в зависимости от применяемого для его создания крупного заполнителя, в качестве которого могут быть использованы:

1. Природные. Производятся путём дробления и фракционирования пористых горных пород.

Сюда относятся:

• пемза;
• вулканическая лава;
• известняк-ракушечник.

1. Промышленные отходы без предварительной переработки:

• металлургические шлаки;
• топливные шлаки;
• химические шлаки.

Шлаковый заполнитель

1. Промышленные отходы и каменные материалы, прошедшие соответствующую обработку:

Керамзит. Гранулы глинистой массы вспучивают при помощи специальных добавок, после чего помещают в печь, где они проходят обработку температурой в 1200 градусов Цельсия. К окончанию формировочного процесса происходит увеличение в 17 раз, что гарантирует очень высокую пористость.

Керамзит перед добавлением в бетон

Аглопорит. Изготавливается методом спекания глины с переработанными остатками углей.

Мелкофракционный аглопорит

Перлит. Чтобы его получить изверженные полиминеральные горные породы нагревают до 1300 градусов Цельсия, в результате чего они вспучиваются и образуют материал, который внешне похож на пористый щебень.

Образцы перлита

Повышенная лёгкость

Можно также выделить легкие и особо легкие бетоны. К особо лёгким можно отнести те виды растворов, в которые не добавляется крупный наполнитель, а пористость реализуется путём искусственного вспенивания в самом вяжущем веществе.

Такой сверхлегкий пенобетон обладает уникальными качествами:

1. Долговечность. Ему не свойственны столь пагубные процессы, как гниение, коррозия и нападение вредителей.
2. Очень низкая теплопроводность, всего лишь 1 Вт/(м×С).
3. Экологичность. Самый экологически чистый строительный материал – это дерево, зато на втором месте находится именно пенобетон, а керамзитобетон, например, на двадцатом.
4. Простота и лёгкость монтажа. Абсолютно правильные формы и маленький вес способствуют быстрым и качественным строительным работам.

1. Высокая огнестойкость. При прямом и длительном воздействие пламени пенобетон не расщепляется и не взрывается, как это может произойти с тяжёлым бетоном.
2. Красивый внешний вид. С учётом использования клея в качестве фиксирующего вещества может вполне обойтись без отделочных работ.

Эстетичный фасад дома из пенобетонных блоков

1. Низкий уровень влагопоглощения. Поры данного материала закрыты, что позволяет ему плавать на поверхности воды в течение недели. Это позволяет ему стойко переносить любые атмосферные осадки и сильные морозы.

Если вы зададитесь вопросом, как сделать самый лёгкий из лёгких бетонов, то вам пригодиться информация о составе наиболее универсального класса D600:

1. Цемент – 330 кг, марки не ниже М400.
2. Песок – 210 кг, желательно сухой и прошедший очистку.
3. Пенообразователь – 1,1 кг.
4. Вода – 180 л.

Какой лучше использовать?

Эксплуатационные свойства

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. 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 бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчётах — 18,5 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 %:

Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции осуществляется с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта. Удобоукладываемость

Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», 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 Сверхжесткие смеси СЖ3 Более 100 — СЖ2 51—100 — СЖ1 менее 50 — Жесткие 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 не ниже П4. Другие важные показатели Прочность на изгиб. Морозостойкость — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, 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.

Классификация бетона

Рассматривая виды бетонов и их классификацию, вы сможете выделить несколько типов этого материала. Среди прочих факторов, которые позволяют подразделить состав на отдельные группы, следует упомянуть усредненную плотность. Одним из вариантов бетона является сверхтяжелый, усредненная плотность которого составляет больше 2450 кг/м3. В процессе производства используются гематит и магнетит. Эти породы являются рудными. Предварительно их измельчают до окалины, стружек или опилок. Материал используется при строительстве атомных электростанций и при необходимости защиты помещений от радиационного излучения.

Еще один вид тяжелого бетона – одноименный материал, плотность которого достигает 2400 кг/м3. Тогда как минимальное значение равно 1700 кг/м3. Этот материал является наиболее распространенным видом смеси, ведь подходит для строительства несущих и подземных конструкций, а также возведения простых стен, фундаментов и перегородок. Основным компонентом раствора выступает щебень из горных пород, среди них:

• гранит;
• диабазит;
• известняк.

Рассматривая виды легкого бетона, следует выделить одноименный состав, плотность которого достигает 1700 кг/м3. Эта смесь может иметь пористые заполнители, которые иногда даже не используются. Заполнители могут быть искусственными или естественными. Структура внутри имеет замкнутые поры. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и используются в частных домах.

Среди видов легкого бетона – сверхлегкий материал, плотность которого не превышает 450 кг/м3. Такие смеси используются в качестве теплоизоляционного ячеистого материала, который обладает большим количеством пор на основе легких пористых заполнителей. Такие конструкции популярны своей высокой теплоизоляцией и могут использоваться не только для утепления полов, стен и потолков, но и в роли целостной конструкции.

Основные компоненты самодельной бетонной смеси

Технология производства

Для изготовления газобетона сухая бетонная смесь соединяется с газообразующими примесями, которые после добавления воды вступают в реакцию с компонентами и образуют внутри раствора воздушные ячейки шириной 1—2 мм. Пенобетон готовится по такой же схеме, однако вместо газообразующих добавок используется пенообразователь. Далее раствор разливают по формам и отправляют в печь, где под высокими температурами происходит сушка блока. Технология производства легких бетонов требует точного соблюдения пропорций компонентов, в противном случае материал выйдет некачественным.

Свойства легких бетонов

При выборе актуальной марки для проведения строительных работ, стоит обращать внимание на плотность материала, его прочность и склонность к теплопроводности, а также устойчивость к перепадам температур. На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды

Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
 

На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды. Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
 

Основные свойства легких бетонов напрямую зависят от объема воздуха, содержащегося в них. Прочность легкого бетона при большом количестве газа будет мала, зато теплопроводность впечатляюща и наоборот. Составы с минимальной плотностью часто применяются в качестве утеплителя. Применение материала средней плотности позволяет сделать выгодное вложение, применив ресурсы, обладающие достаточной выносливостью и теплоизоляцией.
 

Морозостойкость легкого бетона показывает, какое количество циклов замораживания и оттаивания способен выдержать материал, не претерпевая деформации и повреждений. Этот показатель особенно важен для проведения работ в регионах с переменчивыми погодными условиями. Устойчивость к морозам определяется количеством вяжущего средства и подбор состава легкого бетона на керамзитовом заполнителе в таком случае должен осуществляться с учетом того, что материал станет максимально морозоустойчивым при больших объемах цемента или гипса.

Если вы самостоятельно изготавливаете бетонную смесь для формирования продукции, обращайте внимание на необходимые характеристики и варьируйте объем ингредиентов в соответствии с требуемыми техническими показателями будущего изделия

Виды бетонов.

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:

1. по средней плотности;
2. по виду вяжущего вещества;
3. по назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:

• особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
• тяжелые — 1800…2500;
• легкие -500… 1800;
• особо легкие — менее 500 кг/м3.

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях — стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).

Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ кубетонм. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.

Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные. Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные — пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение — объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.

В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).

В зависимости от области применения различают:

• обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);
• гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
• бетон для ограждающих конструкций (легкий);
• бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
• бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).

Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие:

До затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.