Бетон – строительный материал искусственного происхождения. Получается в результате отверждения специально подобранных и перемешанных вяжущих, заполнителей, воды и других компонентов. Для улучшения эксплуатационных, химико-механических характеристик, в бетонные смеси (БС) вводятся минеральные и химические добавки, наполнители или различные волокна.

Подбор состава бетона

Подбор (расчёт) состава БС производится с целью получения камня с заданной прочностью и другими качественными характеристиками, регламентируемыми проектной документацией Госстандарта при минимальном расходе вяжущего.

Расчёт номинального состава предпринимается при организации производства новых изделий, а также при изменении технологии изготовления ранее выпускавшейся продукции. Расчётные работы должны проводиться в лабораторных условиях предприятия-производителя.

Определение состава бетона включает в себя следующие этапы:

  1. Подбор характеристик материалов для изготовления бетона.
  2. Расчёт основного состава.
  3. Расчёт состава для дополнительных проб.
  4. Производство пробных (в небольшом объёме) замесов.
  5. Изготовление опытных образцов бетонного камня и их испытание на соответствие заявленным требованиям.
  6. Внесение корректив в состав: изменение процентного соотношения добавок и основных компонентов.
  7. Изготовление новых образцов.

Основываясь на результатах нескольких испытаний, утверждается состав с оптимальными характеристиками при минимальных затратах на производство смеси.

Особенности производства бетона

Изготовление БС состоит из двух этапов:

  1. Дозировка компонентов. Для получения бетонных смесей с заданными характеристиками, а также стабильности этих показателей в каждом замесе очень важна точность дозировки. Отмеривание производится специальными мерниками, работающими по непрерывному или периодическому принципу.
  2. Перемешивание составляющих материалов также производится постоянным или периодическим методом. Перемешивание осуществляется принудительными или гравитационными установками, для некоторых видов бетона применяются вибрационные смесители.

В процессе доставки бетонных смесей на строительный объект важно сохранить их однородность и подвижность. Для этих целей используют автобетоносмесители, периодически перемешивающие состав в процессе доставки, таким образом, не давая ему загустеть в результате естественной гидратации.

Укладка и уплотнение БС – наиболее сложный и трудоёмкий процесс. Для его ускорения используются механизированные бетоноукладчики или простые бетонораздатчики. Особое внимание уделяется заполнению углов и узких мест опалубки или других форм.

После заполнения форм, производится уплотнение бетона. Наиболее применяемый метод – вибрационный, для которого используются электромеханические и пневматические вибрационные установки. Кроме вибрационного, существуют и другие методы уплотнения БС: прокат, центрифугирование, виброштампование, вакуумирование.

Твердение бетона

Бетонная смесь в результате затвердевания превращается в бетонный камень. На время формирования камня (скорость отвердевания) влияют следующие факторы:

  • вид вяжущего;
  • вид дополнительных добавок и их процент от общего объёма;
  • влажность и температура окружающей среды.

Для ускорения/замедления скорости затвердевания применяются различные пластификаторы.

Способы классификации и виды бетона

Основные критерии и способы классификации, а также свойства и некоторые определения бетонов регламентирует ГОСТ 25192–2012. В соответствии с этим документом, классификация производится по следующим признакам.

По назначению

Исходя из сферы применения, выделяют следующие виды бетона:

  1. БС общего назначения не обладают выдающимися характеристиками, применяются при строительстве промышленных и гражданских зданий: заливке фундамента, изготовлении плит перекрытий, стеновых блоков и других ж/б изделий.
  2. Специальные: имеют повышенную прочность, стойкость к механическим нагрузкам и воздействию агрессивных сред. Подразделяются на гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные. Применяются при проведении дорожных работ, возведении дамб и мостов, проведении отделочных и теплоизоляционных мероприятий.
  3. Бетоны специального назначения: жаростойкие, гидратные, химически стойкие, звукопоглощающие, защищающие от радиоактивного излучения. Имеют специальные свойства, адаптированные под объект, на котором они применяются.

По виду вяжущего вещества

Один из основных критериев классификации БС – тип применяемого вяжущего. По этому параметру бетон бывает:

  • Цементный – изготавливается на основе портландцемента и его основных видов. Самый применяемый тип, подходит для большинства видов строительных работ.

  • Силикатный. Состав получают в результате использования извести в качестве вяжущего. Затвердевание происходит в автоклавах, а свойства изделий во многом зависят от фракционности и процентного содержания песка в бетоне. Применяется для производства стеновых панелей, лестничных маршей и других изделий, применяющихся в гражданском строительстве.

  • Гипсовый. В качестве вяжущего используется гипсоангидритовая основа. Камень имеет хорошие теплоизоляционные свойства, но низкие влагостойкие и прочностные характеристики. Основная сфера применения – внутренние отделочные работы, возведение перегородок и простенков без несущих функций.
  • Шлакощелочной бетон получают в результате затворения молотых шлаков и зол растворами щелочей. Продукт отличается низкой себестоимостью, и относительно невысокой прочностью. Используется для изготовления бетонных блоков с ограниченными несущими способностями.

  • Асфальтобетон производится на битумном вяжущем, применяется при строительстве и ремонте автодорог, путепроводов.

  • Пластобетон (полимербетон) изготовляется из смеси, в состав которой входит полимер или мономер. Это существенно улучшает такие свойства бетонного камня, как устойчивость к агрессивным средам, механическим и истирающим нагрузкам, увеличивает водо- и морозостойкость.

В зависимости от процентного содержания вяжущих компонентов, бетонные смеси подразделяются на три вида:

  1. Товарные: стандартное соотношение вяжущего и заполнителя.
  2. Тощие: обеднённые вяжущими компонентами, вместо которого добавлен заполнитель крупной фракции.
  3. Жирные: меньшее содержание крупного заполнителя, большое количество вяжущего.

По виду заполнителей

По применяемому заполнителю бетонные смеси бывают:

  1. Плотные: в качестве заполнителя используется щебень горных пород, гравий или искусственный песок из продуктов дробления твёрдых пород, а также отходы промышленности (шлаки). Такой бетон применяется при возведении объектов с повышенными требованиями к прочности, а также заливки мощных фундаментов и опалубок, рассчитанных на значительные нагрузки.
  2. Пористые: на таких искусственных заполнителях, как зольный или керамзитовый гравий и песок, а также щебень, гравий и песок, получаемые из пористых горных пород (известняк, ракушечник и так далее). Данные заполнители применяются для приготовления отделочных растворов и бетонов с усреднёнными прочностными и другими эксплуатационными характеристиками.
  3. Специальные заполнители придают БС определённые расчётные свойства. Например, для изготовления бетонов с защитными свойствами от радиации, используется материал из дроблённых металлосодержащих руд (гематит, лимонит), поглощающих излучение. Для получения жаростойкого материала в качестве заполнителя применяют шамотный песок или щебень, а также бой керамических изделий.

По структуре

По структурному строению бетон подразделяется на следующие виды:

  • Плотный: материал, в котором свободное пространство между зёрнами наполнителя заполнено отвердевшими вяжущими компонентами. Структурная плотность может достигаться применением специальных добавок, снижающих пористость. Бетон с плотной структурой подходит для возведения несущих конструкций, заливки фундаментов, изготовления плит и строительных блоков.
  • Поризованный. Бетон отличается тем, что его структура поризуется при помощи газообразующих примесей, которые выделяют пузырьки воздуха в процессе затвердевания. Это позволяет снизить вес изделий с сохранением их прочности с одновременным увеличением теплоизоляционных свойств.
  • Ячеистый бетон содержит искусственно созданные и равномерно распределённые по структуре материала поры, которые получаются в результате введения в состав вспучиваемого порообразователя. В зависимости от компонентов вспучивающей смеси, выделяют пено- и газобетон. Материал отличается высокой теплоизоляционной способностью, но недостаточной прочностью. Применяется для изготовления штучных строительных изделий, заливки в опалубки в жилищном малоэтажном строительстве.

  • Крупнопористый. Отличается большим количеством межзерновых пустот, незанятых вяжущим или наполнителем. Во время производства необходимо следить, чтобы раствор не получался слишком жёстким и не расслаивался при перемешивании и уплотнении.

По условию твердения

Твердение бетона – сложный физико-химический процесс, скорость которого зависит от многих аспектов. При благоприятных условиях, прочность бетонного слоя набирается постепенно, непрерывно увеличиваясь. В зависимости от технологических условий, вида и назначения БС, твердение производится следующими способами:

  • В естественных условиях, под которыми подразумевают температуру в пределах +15–20 °C с нормальной влажностью воздуха. Не допускается прямое воздействие солнечных лучей на бетонную поверхность, которую рекомендуется укрыть плотной полиэтиленовой плёнкой, чтобы уменьшить поверхностное испарение влаги. В жаркую погоду практикуется дополнительное увлажнение. Такой метод применяется при проведении бетонирования на открытых строительных площадках, заливке фундамента и других конструкций в частном строительстве.
  • Тепловлажностная обработка при атмосферном давлении позволяет ускорить процесс твердения БС и одновременно улучшить её прочностные и другие характеристики. Суть метода заключается в периодическом увлажнении бетона и прогреве его до 70–90 °C паром или электротоком. Для уменьшения теплопотерь, прогреваемый объект укрывается полиэтиленовой плёнкой. Такой способ часто применяют при проведении бетонирования в холодное время, когда есть риск замерзания воды, содержащейся в растворе.
  • Автоклавное твердение производится при температуре 175–200 °C и давлении пара 0,9–1,6 МПа. Это позволяет значительно ускорить процесс твердения, повысить прочность и другие свойства бетонного камня. Этот метод применяется при производстве бетонных конструкций повышенной прочности и надёжности, применяющихся при возведении специальных объектов.

По объёмной массе

По показателям объёмного веса, бетоны подразделяются на следующие виды:

  • Особо тяжёлые составы имеют плотность более 2500 кг/м³. К этой категории относятся бетоны на основе таких минералов, как барит, магнетит, лимонит. Также могут содержать такие заполнители, как металлическая стружка или опилки, чугунный скрап. Для повышения защитных свойств от радиации в такие составы вводят карбид бора, кадмий или литий. Сфера применения особо тяжёлых БС – специальные объекты промышленного, транспортного и военного назначения, строительство гидротехнических сооружений.
  • Тяжёлый бетон. Средняя плотность – 2200–2500 кг/м³. Функцию заполнителя выполняет известняк, гранит, кварцевый песок. Обладает высокой прочностью, морозо- и водостойкостью, устойчив к износу. Широко применяется для оформления фундаментов, несущих опор и конструкций для промышленных и гражданских объектов. При использовании дополнительных компонентов используется в специальных целях.
  • Облегчённая бетонная смесь обладает плотностью в пределах 1800–2200 кг/м³. В качестве заполнителя используется щебень твёрдых горных пород. Один из самых применяемых составов при строительстве жилых, социальных и административных зданий.
  • Лёгкий: имеет плотность в диапазоне 500–1800 кг/м³. Изготавливаются на основе гидравлических вяжущих с добавлением природных или искусственных заполнителей. В эту категорию относятся следующие материалы: керамзитбетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон, арболит, вермикулитобетон и другие. Основная сфера применения – наружные и внутренние стены зданий, имеющие требования к высокой теплоизоляции.

  • Особо лёгкие марки обладают плотностью до 500 кг/м³, отличаются малым весом и низкой теплопроводностью. Применяются при малоэтажном строительстве, утеплении эксплуатируемых зданий, возведения внутренних перегородок.

Эксплуатационные свойства и обозначение бетонной смеси

Основными характеристиками для БС являются следующие свойства.

Прочность бетона на сжатие

Прочностные характеристики являются ключевыми для любых видов бетонов. В зависимости от прочности бетонного камня на сжатие, изделия подразделяют на классы, обозначающиеся буквой B. В таблице приведены все классы, их соответствие маркам бетона (характеристика применяющегося вяжущего), а также возможные сферы применения.

Класс прочности (В)/марка бетона (М) Область применения
3,5/50 Очень легкие виды бетона, практически не применяются в строительстве. Растворы низкой плотности используют для внутреннего оштукатуривания и других отделочных работ.
5/75
7,5/100

В качестве подготовительного слоя перед армированием плитного фундамента, изготовление бордюров, теплоизоляция строительных конструкций.

10/150
12,5/150 Монолитные фундаментные плиты, садовые и тротуарные дорожки с невысокой нагрузкой.
15/200 Ленточные фундаменты, подготовка под дорожное полотно, заливка полов.
20/250 Заливка фундаментов при малоэтажном строительстве, изготовление ограждающих конструкций.
25/350 Строительство несущих стен и перекрытий малоэтажных объектов.
30/400 Фундаменты, стены и перекрытия многоэтажных зданий.
35/450 Изготовление ж/б изделий и конструкций для промышленного и жилищного строительства: плит перекрытий, лестничных маршей, стеновых панелей и так далее.
40/550 Гидротехнические объекты: дамбы, мосты, плотины.
45/600 Спец. объекты военного и стратегического назначения, атомные станции, подземные, подводные хранилища и так далее.
50/700
55/750
60/800

Удобоукладываемость

Под этим термином подразумевается способность готовой смеси заполнять форму при уплотнении. Характеризуется:

  1. Подвижностью: способность смеси растекаться без уплотнения под действием силы тяжести.
  2. Связанностью: характеристика однородности состава.
  3. Жёсткостью, которая определяется лабораторным методом. Классификация по жёсткости и подвижности приведена в таблице.
Вид БС Подвижность, см Жесткость, сек
Сверхжесткая 0 Более 50
Жесткая 0 5-50
Подвижная 4-15 Менее 4

Средняя плотность бетона

Исходя из средней плотности бетонных смесей, выделяют следующие марки:

  1. особо лёгкие (менее D800);
  2. лёгкие (D800–D2000);
  3. тяжёлые (D2000–D2500);
  4. особо тяжёлые (более D2500).

Другими важными свойствами БС являются:

  • Морозостойкость (количество циклов замерзания/оттаивания) обозначается буквой F и числовым обозначением от 50 до 300 и более.
  • Стойкость к истиранию: марки G1, G2, G3.
  • Водонепроницаемость (литера W): низкая менее 4; средняя 4–12; высокая – более 12.

Технические стандарты

Требования к производству и эксплуатации, характеристики и другие аспекты регулируются следующими нормативными документами:

•    ГОСТ 27006–86;
•    ГОСТ 25820–2014;
•    ГОСТ Р 54854–2011;
•    ГОСТ 26633–2015;
•    ГОСТ 31359–2007;
•    ГОСТ 7473–2010;
•    ГОСТ 25485–89;
•    ГОСТ 20910–90;
•    ГОСТ 25214–82;
•    ГОСТ 25246–82;
•    ГОСТ Р 51263–2012;
•    ГОСТ 24211–2008;
•    ГОСТ Р 57345–2016/EN 206–1:2013

Основные производители

Производство бетона очень развито по всей территории России. Прежде всего, это связано с большими объёмами строительства во всех регионах и сложностью транспортировки готовых БС на большие расстояния. Рассмотрим некоторые заводы-изготовители бетонных смесей.

ООО «СКС БЕТОН» осуществляет производство и доставку бетона любых марок на строительные площадки города Москвы и области. Две производственные площадки позволяют осуществлять бесперебойную поставку продукции в любых объёмах.

«Группа ЛСР» реализует свою продукцию в г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Компания разработала и внедрила уникальную систему «Бетон-Online», которая позволяет заказывать и отслеживать процесс производства и доставки в режиме реального времени без посещения офиса производителя.

ОП ООО «КАМЕЛОТ» (г. Ростов-на-Дону) кроме бетонных смесей занимается производством и продажей готовых ж/б изделий строительного назначения.

Группа компаний «Премиум плюс» (г. Волгоград) занимается широким спектром деятельности в регионе: производством и поставкой раствора, бетона, кирпича, стеновых блоков, нерудных материалов и другой продукции.

ООО «Бетонорастворный завод» (г. Кострома) изготавливает и поставляет бетон всех классов прочности на производственные площадки региона.