Тяжелый бетон как строительный материал

Тяжелый бетон – это бетонная смесь, в состав которой входят цемент, вода, крупные и мелкие заполнители, песок с пустотностью не более 40%. Бетон считается тяжелым, если его удельная масса на один кубический метр колеблется от 1800 до 2500 кг. В качестве крупных заполнителей тяжелого бетона могут использоваться:

  • Горные породы (известняк, гранит, гравий, диабаз)
  • Барит
  • Гематит
  • Магнетит
  • Металлический скрап

Тяжелый бетон – один из максимально прочных, а потому и наиболее ходовых видов данного материала. В производстве монолитных несущих конструкций используются тяжелые бетоны марок от м 100 вплоть до м 1000. Причин такой популярности тяжелого бетона являются его характеристики:

  1. Повышенная прочность
  2. Мобильность
  3. Удобство в подаче и укладке
  4. Доступные цены

Все эти показатели делают тяжелый бетон универсальным стройматериалом. Существует также особо тяжелый бетон, применяемый для сооружений своей специфики, как например, атомных электростанций, ядерных реакторов и т.д. Особо тяжелый бетон обладает повышенной плотностью и износоустойчивостью – масса отдельных его видов может равняться 7000кг на кубический метр.

Разновидности тяжелых бетонов

Существует обширный ряд различных тяжелых бетонов, каждый из которых применяется в конкретных условиях, как то климатические особенности местности, требования по эксплуатации самой конструкции и т.д.:

  1. Высокопрочный бетон изготовляется из щебня высокой прочности, высокомарочных цементов и промытого песка, в ходе чего подвергается интенсивному уплотнению путем двойного вибрирования или вибрирования с пригрузом. Для повышения качества смеси применяют:
    • a. Виброактивация и домол
    • b. Суперпластификаторы
    • c. Виброперемешивание
    • d. Вяжущее средство с небольшой водопотребностью
  2. Бетон для сборных железобетонных конструкций характеризуется ускоренными темпами затвердевания. Такой эффект достигается с помощью тепловой обработки смеси, в ходе которой также повышается ее прочность.
  3. Бетон с добавками тонкомолотыми является незаменимым в строительстве в двух случаях:
    • a. Когда условие прочности допускает количество Ц/В больше, чем того требует долговечность бетона
    • b. Когда необходимой прочности материала можно достичь с меньшим расходом вяжущего
  4. Быстротвердеющий бетон обладает повышенной прочностью на ранних стадиях затвердевания, что достигается с помощью следующих манипуляций и методов:
    • a. домалывание цемента с примесью гипса (сухим либо мокрым способом с 2-5% долей гипса от общей массы)
    • b. использование быстротвердеющего цемента
    • c. стимуляция твердения (хлористым водородом, глиноземистым цементом, хлористым кальцием)
    • d. использование специальных комплексных примесей
  5. Бетон с мелким песком – особая разновидность бетонных смесей. В сравнении со средними и крупными песками мелкий песок отличается большими удельными поверхностями и пустотностью. Также он обладает зерновым составом, понижающим подвижность самой смеси бетона и уменьшающим прочность бетона. Однако для того, чтобы компенсировать это явление и получить равнопрочные, равноподвижные бетоны, необходимо существенно увеличивать объемы используемого цемента.
  6. Использование мелкого песка приводит к осадке конуса и влияет на удобоукладываемость смеси. При всем при этом мелкий песок лучше удерживает влагу, что влечет за собой уменьшение оптимальной корреляции песка в растворе бетона и таким образом оказывает меньшее влияние на потребность во влаге бетонной смеси.
  7. Бетон гидротехнический применяют для заливки конструкций, используемых в экстремальных условиях. К примеру, если они постоянно контактируют с водой – подводные – или подвергаются воздействию воды время от времени – надводные. Также такие конструкции могут быть массивными и немассивными, безнапорными или напорными. Подобная классификация бетона по свойствам напорности-безнапорности напрямую зависит от коэффициента водонепроницаемости бетонной смеси.
  8. 8. Бетон, используемый в строительстве гидротехнических сооружений, должен обладать особой прочностью и устойчивостью к влаге, а также он должен быть рассчитан на длительную эксплуатацию в условиях постоянных либо эпизодических контактов с водой. В зависимости от климатических особенностей местности к такой бетонной смеси по мимо особой прочности могут предъявляться требования по водонепроницаемости и стойкости к перепадам температур. Подобные рекомендации могут изменяться в связи с типом и условиями работы конструкций.
  9. Бетонные смеси для аэродромных и дорожных покрытий в обязательном порядке должны обладать устойчивостью к воздействию огромных физических нагрузок (не должны деформироваться от воздействия многотонных самолетов и прочей техники). Основное расчетное напряжение для таких дорожных и аэродромных плит - это сопротивление на изгиб.
В ходе вычисления состава такой смеси необходимо рассчитать пропорции таким образом, чтобы достаточная прочность на сжатие сочеталась с требуемой прочностью на растяжение. Также конструкция должна быть морозоустойчивой. Наиболее распространенное покрытие для дорог и аэродромов изготавливают из асфальтобетона, в состав которого входят фракционные тонкодисперсные минеральные порошки и битумы.
  1. Изготовление литого бетона требует большого расхода водных ресурсов. В ходе этого процесса необходимо предпринимать особые меры, чтобы не допустить расслаивания бетонной смеси – требуется повышать водоудерживающие свойства бетона. Этого можно добиться несколькими способами:
    • a. путем использования водоудерживающих добавок и примесей
    • b. применения цементов с повышенной способностью к водоудержанию
    • c. посредством увеличения содержания песка в смеси
    • d. с помощью суперпластификаторов, использования быстротвердеющего цемента или обычного портландцемента
  2. Бетонные смеси с поверхностно-активными добавками являются достаточно распространенным материалом, который активно используется в ходе изготовления бетонных растворов. Подобные примеси и добавки применяются для улучшения свойств бетона при одновременной экономии на расход цемента. Их можно разделить на два типа:
    • a. Гидрофобизирующие добавки. Их действие связано с вовлечением в смесь пузырьков воздуха, что на порядок повышает морозоустойчивость состава.
    • b. Пластифицирующие добавки с пептизирующим действием. Такие примеси улучшают текучесть теста и влияют на его диспергирование.

Кроме вышеперечисленных бетонных смесей и разновидностей бетона существуют также узкоспециализированные составы, которые используются в редких специфических случаях и потому не нашли широкого применения. Как правило, такие разновидности тяжелых бетонов производятся по особым рецептам, учитывающим конкретные требования и рекомендации по дальнейшему использованию конструкции.

Дата публикации: 21.05.2013 18:04