Тяжелый бетон

Тяжелый бетон — искусственный материал, похожий на камень, который используется для создания монолитных конструкций, железобетонных изделий, тротуарной плитки. Все бетонные растворы должны соответствовать нормативным требованиям, тогда изготовленные из них сооружения будут служить много лет, не теряя прочности с годами. Подбирать марку/класс нужно в зависимости от типа сооружения, условий эксплуатации, нагрузки.

Что такое тяжелый бетон

Тяжелый бетон — это стройматериал с показателями плотности от 2 000 до 2 500 кг/м3, которые достигаются благодаря применению наполнителей из известняка, гравия или гранита. Для сравнения: в легком бетоне наполнителем служит арболит, полистиролбетон, а в особо тяжелом — магнетит, барит. ГОСТ 26633-2015 дает определение материала, устанавливает технические требования к тяжелым бетонам. 

Технические характеристики

Основные физико-технические характеристики — плотность, прочность, морозостойкость, теплопроводность, жесткость, содержание связанной воды.

• Прочность при сжатии и растяжении — основная характеристика, которая определяет класс бетона от В3,5 до В60, выраженная в МПа.
• Плотность — отношение массы к объему, выраженное в кг/м3. На основании этой характеристики бетоны делятся на особо легкие, легкие, тяжелые и особо тяжелые. 
• Коэффициент теплопроводности — характеристика, которая учитывается при проектировании зданий, так как от нее зависит толщина стен. У тяжелого бетона она варьируется от 1,29–1,52 Вт/(м*С), у армированного доходит до 2,04 Вт/(м*С).
• Вес 1 м3 тяжелого бетона зависит от качества замеса, количества воды, наличия пустот, размера фракций заполнителя и составляет 1800–2500 кг.
• Жесткость характеризует удобоукладываемость бетона. Степень жесткости и подвижности смеси зависят от свойств, количества заполнителей и цемента, содержания воды, наличия пластификаторов. 
• Морозостойкость тяжелых бетонов определяется их способностью выдерживать определенное количество циклов по замерзанию и оттаиванию с сохранением качества. У каждого класса свой коэффициент от F50 до F200.
• Содержание связанной воды влияет на прочность и подвижность бетона. Если связанной воды мало, а свободной много, то раствор потеряет упругость и пластичность, а после застывания будет хрупким.

Состав тяжелого бетона

Цемент — основа бетона, он связывает все компоненты, дает раствору твердость и прочность. Он сделан из размолотого клинкера, который получают из смеси нагретых до +1480 °С известняка и глины. Портландцемент, в состав которого входит минерал алит, чаще всего используется для приготовления бетонного раствора, так как отличается повышенной прочностью и морозоустойчивостью.

Крупный заполнитель — это щебень и гравий. У гравия округлые гладкие зерна, у щебня — угловатые и шероховатые зерна, которые образуются после дробления горных пород. Для тяжелых бетонов используется щебень разной фракции, чтобы обеспечить минимальную межзерновую пустотность. Его прочность должна в 1,5–2 раза превышать прочность бетона.

Песок предотвращает усадку и растрескивание цементного камня, тем самым увеличивая его прочность. Лучше всего, когда используется песок разной фракции — крупный и средний с модулем крупности 2-3,25.

Вода влияет на удобоукладываемость бетона. По удобоукладываемости смеси делят на подвижные, жесткие и сверхжесткие. В подвижных воды больше всего, они используются для конструкций сложной формы, армированных стяжек. Жесткие пригодны для создания бетонных оснований.

В таблице приведены примерные пропорции, так как они могут меняться в зависимости от качества и свойств материалов. Готовый продукт нужного класса или марки можно получить только когда соблюдать не только массовый состав, но и технологию производства. 

Виды тяжелого бетона

Высокопрочный тяжелый бетон создается с использованием высоких марок цементов, например, М500–М800, гранитного щебня, промытого песка и суперпластификаторов. При укладке и формировании изделий смесь интенсивно уплотняют.

Гидротехнический используется в местах постоянно омываемых водой, поэтому он должен выдерживать повышенные нагрузки, быть особо устойчивым к замерзанию и воздействию воды.

Химически стойкий применяется для строительства объектов, которые контактируют с агрессивными веществами — кислотами, щелочами, нефтепродуктами, растворителями.

Особо тяжелый бетон с плотностью более 2500 кг/м3 и высоким содержанием химически связанной воды предназначен для строительства объектов, работа которых сопровождается радиационной опасностью.

Мелкозернистый сделан только на основе мелкого заполнителя и подходит для изготовления тонкостенных, например, армоцементных, изделий.

Жаростойкий сохраняет свойства при длительном нагревании до +1800℃ благодаря входящим в состав шлакопортландцементу, глиноземистому цементу, жидкому стеклу, шамотному шлаку, доменному бою и другим заполнителям разной крупности.

Дорожный и аэродромный выдерживает многократное замерзание и оттаивание, повышенную нагрузку от транспорта. В его состав входит портландцемент высоких марок, гранитный щебень, кварцевый песок.