Описание и особенности марок тяжёлого бетона

Количество пустот в структуре бетона оценивается по удельному весу изделия. Стандартами на технические условия производства предусмотрена классификация по плотности. От этого показателя напрямую зависит прочность затвердевшей смеси, состав которой также определяет характеристики крепости бетонных монолитов. Тяжёлый бетон выдерживает большие нагрузки и применяется в ответственных конструкциях объектов строительства.

Виды монолитов по плотности

Существуют две трактовки понятия тяжёлый бетон: общераспространённая неофициальная версия, и определение по стандарту — ГОСТ 26633–2012 .

Различаются они разграничением отнесения образцов к той или иной категории в связи с показателем плотности: в первом случае выделяют две группы — тяжёлый (обычный) бетон с удельным весом 1800―2500 кг/м3, и особо плотный — с объёмной массой больше 2,5 т/м3. Стандартом предусмотрены марки тяжёлых бетонов D2000― D2500. Здесь символ D — это средний удельный вес. Классификация изделий по плотности предусматривает 3 группы:

• лёгкий тип до 1800 кг/м3, изготавливается на пористых заполнителях — шлаке, керамзите и пемзе, а также пено- и газобетоны;
• особо тяжёлый класс более 2500 на щебне из металлосодержащих горных пород;
• обычный бетон — все значения от 1800 до 2500, отнесены в группу тяжёлых изделий.

Прочность последних монолитов изменяется от М100 до М1000, а распространённые марки — М200, М300 и М350. Существует связь между объёмной массой, крепостью бетона и его маркой.

Другие важные показатели: пористость — в зависимости от качества заполнителей, состава смеси и методов уплотнения, находится в диапазоне 6―15%. Морозостойкость — F50, F100, F150, F200, F300 и далее дискретно до F1000. Водонепроницаемость изменяется с интервалом в 2 единицы от W2 до W20 — в зависимости от нарастания плотности испытуемого изделия.

Зависимость марки бетона от состава

Пропорции компонентов для изготовления тяжёлого монолита изменяются под назначение изделия. Часто применяется соотношение в весовых частях 1:2:4:0,8 — цемент/песок/заполнитель/вода. Требования, предъявляемые качеству ингредиентов:

1. Щебень для тяжёлого бетона изготавливают дроблением крепких горных пород — гранита, мрамора, базальта, габбро, песчаника. Используют в производстве также плотные доломиты, известняки. Крупность отдельных камушков 20―70 мм. Для получения высокой марки удельная масса горных пород должна быть не ниже 2,6 т/м3. Объёмный вес затвердевшей смеси 2200 на карбонатном щебне, 2400 на гранитном заполнителе и 2800 кг/м3, если сырьё из тяжёлого габбро и скреплено большим количеством цемента.
2. Песок применяют фракции 0,14―5,0 мм крупнозернистый кварцевый или полевошпатовый без примесей глины. Посторонние включения в сыпучем заполнителе снижают прочность и ухудшают свойства тяжёлого бетона.
3. Цемент используют высокомарочный или специальные виды портландцемента — быстротвердеющий, гидрофобный, сульфатостойкий, пластифицированный, а для обводнённых и подземных условий — пуццолановый. От применяемого вяжущего вещества напрямую зависит марка бетона.
4. Вода — чистая и без растворённых примесей.

Кроме основных компонентов, в микс добавляют вещества, улучшающие свойства твердеющего монолита: сокращение срока схватывания, устойчивость к скачкам температур. Для повышения плотности бетона используют заполняющие поры гидравлические добавки — пемзу, гидроокись железа. Поверхностно-активные вещества улучшают структуру, пластифицируют раствор.

Важно правильно подобрать соотношение компонентов смеси — количество цемента, вид заполнителя и сочетание мелкой и крупной фракций. Замешивать смесь на минимально возможном количестве воды. Комплекс этих мер позволяет получить качественный бетон.

Особо плотный монолит — свыше 2500 кг/м3, получают за счёт включения в рядовой состав раствора весомых компонентов. Их перечень приведён в таблице.

Стены, выполненные из особо тяжёлого бетона, способны отражать радиоактивное излучение. Увеличение плотности монолита достигается также употреблением в качестве вяжущего клея расширяющегося или безусадочного цемента.

Применение тяжёлых смесей

Сфера использования обычных бетонов — монолитные несущие конструкции. Марка бетона подбирается для конкретного объекта по прочности и назначению. Укрупненно применение твердеющих смесей часто встречается в следующих вариантах:

1. Декоративный вид с использованием красителей и мраморных заполнителей — для украшения фасадов зданий, тротуарных дорожек и бордюров. Делают из марки М100. Такой же прочности бетон идёт на заливку стяжек и фундаментов.
2. Железобетонный тип М150, 200 и 250 предназначен для строительства монолитных железобетонных изделий (ЖБИ) — фундаментных блоков, плит перекрытий и дорожных, колонн и свай, лестниц. Марка М200 применяется для возведения жилых зданий и объектов промышленного назначения.
3. Дорожный бетон делают с прочностью М300. Его также используют в качестве аэродромного покрытия.
4. Мелкозернистый монолит той же марки и М350 применяют для возведения гражданских и производственных объектов с тонкими стенками.
5. Гидротехнический вид М400 используют в сооружениях, окружённых влажной средой. Это бассейны, опоры мостов, плотины, сваи на обводнённом грунте.
6. Жаростойкий монолит применяется при возведении объектов, подвергаемых высокотемпературному воздействию — промышленных печей, банковских и других хранилищ, заводских цехов в литейном производстве, линий метрополитена.
7. Кислото-упорный тип марки М500 устойчив к воздействию сильных растворителей. Применяется на объектах химического производства, при изготовлении хранилищ для агрессивных веществ.

Особо тяжёлые бетоны обладают плотностью 2,5―7,0 т/м3 и применяются при строительстве предприятий с опасными условиями эксплуатации. Это всё, что связано с атомной энергетикой: корпуса станций и подземные хранилища отходов, защита от радиоактивных излучений, помещения для ядерных реакторов.