Тяжелые бетоны: понятие, состав, свойства, характеристики

Тяжёлые бетоны широко применяются в строительстве: в промышленном и гражданском секторе, при индивидуальном строительстве и при возведении объектов повышенной ответственности (банковские хранилища, атомные и тепловые электростанции, гидросооружения и т.п.). К таким смесям предъявляют повышенные требования; в нормативной классификации по средней плотности для них задают, в частности, следующее:

1. Средняя плотность должна находиться в интервале от D2000 до D2500;
2. В качестве вяжущего допустим только свежий и качественный цемент марки прочности не ниже М400; чем ответственнее сооружение, тем выше должен быть этот показатель;
3. Заполнители любой фракции — исключительно плотные.

Такие материалы применяют в гражданском и промышленном строительстве для возведения зданий и сооружений по монолитной технологии, для производства сборных изделий с каркасом из рифленой (периодической) арматуры. Из них сооружают объёмные каркасы либо армирующие сетки.

Железобетонные изделия изготавливают в промышленных условиях; монолитные конструкции получают заливкой бетонной смеси в опалубку на площадке. При сборно-монолитной технологии на заводе выпускают плиты или блоки, которые выполняют роль несъёмной опалубки, а между ними заливают смесь. Состав тяжёлых смесей общего назначения:

1. Цемент. Портландцемент с минеральными добавками не более 20 % в общем объёме. Марки: М500 и М400;
2. Заполнитель крупной фракции с плотной структурой. Применяют щебень изверженных, метаморфических, осадочных пород; он должен соответствовать действующим техническим стандартам на щебень для бетона. Наиболее востребованы гранитный и гравийный щебень. Прочность щебня обычно выбирают в 1,5–2 раза выше запланированной марки бетона;
3. Заполнитель мелкой фракции — намывной, сеяный или карьерный песок без посторонних включений, соответствующий требованиям технических стандартов на песок для строительных работ;
4. Вода — из питьевого водопровода или из источника, качество которого подтверждено исследованиями в аккредитованной лаборатории, чтобы исключить вредные примеси; иначе качество готового бетона может не достичь проектного уровня;
5. Добавки, позволяющие придать смеси дополнительные качества: прочность, влагостойкость, жаропрочность, морозостойкость и т.п.

Особую группу тяжёлых бетонов составляют смеси для сооружений, эксплуатируемых в сложных или специфических условиях.

Гидротехнический

Вяжущим компонентом служат шлакопортландцементы, портландцементы без минеральных добавок либо с их содержанием до 20 %, сульфатостойкие и пуццолановые цементы. Конкретный вариант выбирают с учётом:

• расположения сооружения относительно уровня воды;
• габаритов строения;
• степени агрессивности воздействия воды. Щебень с плотной структурой крупной фракции (от 120 мм).

Покрытия аэродромов и дорог

В качестве вяжущего применяют портландцемент со строго нормируемым клинкерным составом по действующим техническим стандартам на цемент для дорожных работ. Такие смеси используют для покрытий и оснований дорог и аэродромов как за городом, так и в черте населённых пунктов.

Для обустройства транспортных магистралей

Из таких бетонных смесей возводят эстакады, мосты, путепроводы. Состав определяют по степени агрессивности среды, с которой будет контактировать дорожное покрытие. Для железнодорожных шпал и опор контактной сети смеси подбирают с повышенной сопротивляемостью электрокоррозии; вяжущим служат сульфатостойкие и качественные портландцементы.

Термостойкие

Бетоны этой категории сохраняют целостность при высоких температурах. Их применяют для футеровки бытовых и промышленных печей, камер сгорания, оснований под печами и каминами, а также на химических и энергетических объектах. В состав входят куски магнезитового кирпича, шамотный бой, гранулы доменного шлака или хромитовая руда. При грамотно подобранной рецептуре бетон выдерживает длительное воздействие температур до порядка +1200 °C.

Декоративные бетонные смеси

Крупным заполнителем служит декоративный щебень (в том числе из мрамора); вяжущим часто выступает белый цемент. Такие смеси используют для малых архитектурных форм в ландшафтном дизайне и для улучшения эстетического вида фасадов.

Достоинства:

• высокие прочностные характеристики: максимальный класс прочности на сжатие (проектный возраст) — В100;
• максимальный показатель морозостойкости (марка) — F1000;
• наибольшая влагонепроницаемость — W20. Недостатки:
• низкие тепло- и звукоизоляционные показатели;
• высокая стоимость;
• большая масса конструкций и изделий, что усложняет монтаж и транспортировку.

• Тяжёлые бетоны — искусственные каменные материалы с усреднённой плотностью в классификации D2000–D2500 и плотными заполнителями.
• Тяжёлый бетон — условное обозначение разновидности в группе плотных бетонов по плотности затвердевшего тела.
• Понятие — базовое описание материала как вяжущего камня из цемента, воды и заполнителей с заданными свойствами.
• Состав — перечень и соотношение цемента, воды, крупного и мелкого заполнителя и добавок в свежей смеси.
• Свойства — совокупность признаков материала: прочность, деформативность, долговечность и др.
• Характеристики — измеряемые или нормируемые показатели (классы В, F, W и др.), по которым подбирают смесь под нагрузки и среду.
• Железобетон — композит из бетона и стальной арматуры, совместно воспринимающих нагрузки.
• Портландцемент — основное вяжущее в общегражданском строительстве; марки М400–М500 часто указывают в рецептурах тяжёлых смесей.
• Заполнитель — щебень, песок и иные зёрна, работающие вместе с цементным камнем.
• Морозостойкость — способность переносить чередование замораживания и оттаивания без недопустимого разрушения.
• Бетонная смесь — свежий материал до укладки и затвердевания, из которого получают монолит или изделия.