История бетона

Виды бетонов

Марки бетона

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008

Любой человек, даже далекий от строительства знает, такое строительное понятие, как бетон, а прилагательное бетонный, ассоциирует с чем-то очень прочным.

Это не удивительно, пожалуй, нет строительных работ, в которых не используется бетон. Из бетона заливают фундаменты домов, делают монолитные каркасы зданий. Бетон используют для устройства оснований пола, заливают полы в гаражах и на производстве, из бетона делают черновые полы в помещениях. Из особых марок бетона заливают бетонные бассейны , строят взлетно-посадочные полосы в аэропортах. Бетон является основным материалом для производства строительных и дорожных плит, фундаментных блоков. В общем, бетон в строительстве везде. Так что такое бетон?

Что такое бетон

Бетон это смесь четырех составляющих материалов: цемента, песка, щебня и воды. Составляющие бетона смешиваются в специальных пропорциях, образуя густую строительную смесь, которая после твердения образует прочное, монолитное изделие. Благодаря своей текучести в замешанном виде, бетону можно придать любую форму используя для этого, так называемую опалубку.

Пропорции цемента, песка, щебня, воды в бетонном растворе строго рассчитаны, но не являются постоянными величинами. В зависимости от пропорций составляющих бетон разделяют на марки бетона. Основное различие в марках бетона это прочность получаемого бетонного изделия и как следствие, различные области его применения.

Марки бетона и марки цемента

Часто, марки бетона путают с маркой используемого цемента. Это от части, так, но не совсем правильно. Приведу пример, на бетоне М300. Для бетона М300 возможны следующие пропорции составляющих:

• цемент М400 - 1 кг, 1,9 кг песка, 3,7 кг щебня.
• Или цемента М500 – 1 кг, 2,4 песка, 4,3 щебня.

Как видите разные марки цемента, используют для одной марки бетона.

Марки бетона и класс бетона

Существует такое понятие, как товарный бетон. Товарный бетон это бетон изготовленный в заводских условиях и готовый для доставки на объект специальными машинами. Второе название товарного бетона БСГ- бетонная смесь готовая.

По нормативам товарный бетон обозначается маркой бетона и классом бетона. Например, бетон марки М300, класса B22.5. Марка бетона обозначает технологию его производства, а класс бетона показывает его качественные характеристики. Обычно класс бетона привязан к его марке и обозначают бетон маркой бетона с дополнительным указанием в скобках класса бетона. Например, бетон марки М150 и бетон класса B12.5 это одно и то же изделие, которое маркируется, как товарный бетон М150 (B12.5).

Посмотрим, чем отличается бетон, различных марок.

Марки бетона товарного

В перечислении марок бетона, пойдем от «твердого к мягкому», то есть, от твердых марок бетона до более «мягких», правильно говорить легких бетонов.

Бетон М550, класс В45 самый прочный товарный бетон. Пропорции цемента в бетоне марки М550 максимальные. Используется в производственных процессах при изготовлении специальных железобетонных изделий и в строительстве гидротехнических сооружений.

Бетон М500 , класс В40, аналогичен бетону М550. Его назначение также для строений и изделий, которые постоянно соприкасаются с водой. Марки бетона М500 и М550 крайне дороги.

Бетоны марок М400, класс В35 и М450, класс B30, также относятся к бетонам высокого класса прочности, и используется в гражданском строительстве сооружений близких к воде (гидроузлы, метрополитен), а также помещений железобетонных изделий специального назначения и банковских хранилищ.

Бетон марки М350, класс В25. Этот бетон используют для устройства фундаментов многоэтажных зданий. Именно этот бетон является основным в производстве ЖБИ изделий, монолитном строительстве, производстве дорожных плит и пустотелых плит перекрытий. Незаменим бетон М350 для заливки бетонных бассейнов, несущих колонн, взлетных полос. В частном строительстве использование бетона М350 не рационально.

Бетон марки М300, класс В22.5. Популярный товарный бетон для строительства ленточных, свайных и других монолитных фундаментов, популярен в частном строительстве.

Бетоны М200, класс B15 и М250, класс B20 схожие бетоны по характеристикам и применению. Из таких бетонов делают фундаменты малоэтажных домов, небольших лестниц. Такой бетон идет на устройство дорожек и отмостки вокруг дома. Вполне разумно использование бетона М200 или М250 для устройства полов в гараже.

Бетон марки М150, класс В12.5 , называют легким бетоном. Бетон этой марки наиболее распространен в частном строительстве и черновой отделки помещений. Его используют для устройства черновых полов в доме, заливки дорожек для пеших прогулок, для выравнивания полов стяжками.

Бетон марки М100, класс В7.5. Легкий бетон, применяемый в подготовительных работах перед армированием и в устройстве фундаментов.

Бетоны марок М50 и М75. Чаще называют цементными растворами. Используются в кладке кирпича и стеновых блоков, штукатурных работ. Отличается отсутствием в составе щебня и большим количеством цемента и песка в составе. В обиходе строителей, редко такой раствор называют бетоном. Более правильное название цементный раствор или пескосмесь.

О застывании бетона

В работе со всеми марками бетона помним следующее:

• Технологическая прочность бетона достигается через 28-30 суток с момента его заливки;
• Прочность в 60% достигается через 7-8 суток;
• Прочность достаточная для хождения приходит через трое суток.

Максимальная прочность бетонов высоких марок достигается через 6 месяцев. Именно поэтому, частные дома лучше строить через сезон после заливки фундамента.

Важно , обеспечить равномерное, естественное высыхание бетона, а при повышенной температуре необходимо проливать (смачивать) высыхающий бетон в течение недели и укрывать бетон полиэтиленом на всё время набора прочности.

Будь то частный дом или многоэтажка, не обходятся без использования бетона или изделий из него.

Даже если ограждающие конструкции здания не из бетона, то для фундамента практически всегда используются бетонные фундаментные блоки или бетонная смесь.

Бетонная смесь состоит из следующих основных компонентов:

• песка;
• цемента;
• воды.

В зависимости от пропорции этих основных веществ определяются класс бетона и его марка.

Зачем нужен заполнитель

У кого-то может возникнуть резонный вопрос: если цемент с водой сами по себе образуют прочный цементный камень, то с какой целью в бетон добавляют песок и щебень? Это необходимо потому, что цементный камень подвержен растрескиванию и проседанию.

А щебень и песок необходимы для образования структурного скелета материала, способного нести основную нагрузку. Заполнители улучшают бетонной смеси и одновременно значительно снижают ее стоимость.

Как регламентируется прочность крупного заполнителя бетонной смеси?

Необходимо, чтобы прочность щебня была вдвое выше прочности самого бетона определенной марки. Это необходимо по той причине, что бетон довольно долго набирает прочность (иногда – до полугода). В этот период щебень несет основные нагрузки, сохраняя смесь и не допуская слишком

Для приготовления бетонов различных марок используются различные заполнители:

• бетон марок М100 – М300 – в качестве заполнителя используют известняк с прочностью 500 – 600;
• бетоны марок до М450, которые чаще всего используют при частном строительстве – гравий прочностью 800 – 1000;
• тяжелые бетоны, используемые при строительстве дорог – заполнитель гранит.

Задачей таких составных как цемент и вода является связывание всех компонентов в однородную массу. Они влияют на прочность бетона в меньшей степени, чем щебень, хотя марка цемента и оказывает на марку бетона определенное влияние.

Для обычного строительства и бытового применения вполне достаточно использовать цемент марок М300 – М500.

Какими показателями характеризуется качество бетонной смеси

Для строительства своего дома, необходимо ориентироваться в тех буквенно-числовых показателях, которые приводятся в прайсах изготовителей:

1. Марка бетона (М100 – М800). Цифры представляют собой показатель предельной прочности материала, исчисляемый в кгс/кв. см.
2. Обычно рядом с маркой бетона находится такой показатель как класс бетона, обозначаемый следующим образом: В3,5 – В60. Он представляет собой гарантированный производителем коэффициент прочности (±13%).
3. В маркировке также обычно указана марка бетона по морозостойкости, обозначаемая буквой F (25 – 1000), которая указывает на способность материала выдерживать определенное количество циклов «заморозка-разморозка» без образования каких-либо значительных деформаций. Нередко изготовители бетонной смеси используют различные добавки, увеличивающие сопротивление смеси температурным колебаниям. Чаще всего для этого используют гидрофобный цемент. Учитывая, что он отрицательно сказывается на прочности бетона, при покупке стоит поинтересоваться составом смеси.
4. Важным показателем является коэффициент водонепроницаемости бетона, обозначаемый буквой W (2 – 20). Он показывает степень сопротивления смеси проникновению воды под давлением. Чем выше этот показатель, тем меньше необходимость тратиться на гидроизоляцию фундамента или подыскивать участок с низким уровнем грунтовых вод.
5. Буквой П (1 – 5) обозначается подвижность бетона. От нее зависит удобство укладки бетона

Добавки, используемые в бетонах нового поколения

Качественные бетоны невозможно изготовить без использования специальных химических добавок-модификаторов, позволяющих создать практически водонепроницаемый материал высочайшей прочности и морозостойкости.

• Комплексная химическая добавка (КМХ), способная обеспечить полную водонепроницаемость бетона, повысить его прочность в 1,5 – 2 раза и увеличить морозостойкость до 500 циклов.
  Добавка вводится в бетон одновременно с сухими компонентами смеси в количестве примерно 1,5 – 3% от массы закладываемого цемента. Эти добавки не вступают в реакцию с металлами, не горят, не дают высолов, не токсичны для человека.
• Добавка Универсал П2 – ускоритель твердения, применяемый взамен необходимости пропаривания бетона.
  Это становится возможно в связи с тем, что скорость твердения бетонной смеси многократно ускоряется. Добавка вводится из расчета 0,5 – 0,6% от массы цемента. Использование этой добавки также повышает удобоукладываемость бетона, повышает его морозостойкость и водонепроницаемость.
• Пластифицирующие добавки Лингопан Б-1, Б-3, Б-4 используются при производстве бетонов, цементных растворов, составах для производства тротуарной и , самовыравнивающихся смесях.
  Они служат для улучшения текучести и удобоукладываемости смеси, снижения ее расслаиваемости и увеличения прочности.
• Добавка Суперпластификатор С-3.
  Ее назначение очень многогранно: увеличение текучести бетона или раствора в 6 -7 раз, улучшение прочности на 20 – 30%, улучшение сцепления бетона с арматурой, получение бетонов с повышенными показателями трещиностойкости, морозостойкости, влагонепроницаемости.
• Противоморозные добавки формиат натрия, Бенотех ПМП-1, С-ЗМ-15. Они обладают пластифицирующими свойствами, повышают жизнеспособность бетона, обеспечивают быстрый набор прочности, позволяя заниматься бетонными работами при низких температурах.

Возможности применения бетонов различных марок

В зависимости от марки бетона различаются и возможности его использования:

• М100 – используется в качестве основы при изготовлении отмостки.
• М200 (В15) – самая популярная марка. Используется для возведения ленточных и столбчатых фундаментов, для производства фундаментных блоков, перемычек, плит перекрытий, железобетонных поясов.
• М300 (В22,5) – очень хорош для монтажа ленточного фундамента, для изготовления монолитных стен и перекрытий, для подпорных стенок, заборов.
• М350 (В25) – чаши бассейнов, сваи, балки, колонны, ригели, монолитные стены и фундаменты, производство ЖБИ.
• М400 (В30) – для возведения гидротехнических сооружений, банковских хранилищ, конструкций с особыми требованиями, мостов.
• М450 (В35) – очень быстро схватывается, поэтому практически не используется. Применяется для возведения плотин, дамб, банковских хранилищ, при строительстве метрополитенов.
• М500 (В40) и М550 (В45) – высокопрочные бетоны. Используются для конструкций спецназначения и гидротехнических сооружений.

Зная маркировку бетонов и их назначение, будет несложно приобрести необходимый материал по разумной цене, а не переплачивать за «чудесные», но ненужные вам свойства.

Также стоит критически отнестись к предложениям вроде «качественный бетон по низким ценам». Хороший бетон не может стоить слишком дешево.

Бетон один из самых востребованных строительных материалов, использующихся при возведении любых сооружений. При строительстве дома важно учитывать многообразие видов бетона, обладающих различными показателями и свойствами.

Выбор материалов для строительства дома и оформления сада стал непростым занятием в силу необычайной широты предложения. Бетоны, которые сегодня, кажется, используются

в любом сооружении, — не исключение.

Такая популярность легко объяснима: бетонные смеси весьма разнообразны по свойствам, которые зависят от компонентов, входящих в их состав.

Фактически, только из бетона можно целиком построить и отделать дом: фундамент, стены, перекрытия, стропила и даже черепица, а также искусственный камень и панели для отделки стен изготавливаются из разных его видов. Строительных материалов на основе давно известного традиционного бетона сегодня множество. Чтобы ориентироваться во всем их разнообразии, придется проштудировать не одну книгу и следить за постоянно пополняемым ассортиментом.

Бетон — искусственный каменный материал, который получают в результате затвердевания смеси вяжущего вещества, заполнителей и воды (впрочем, и она необязательна, например, в полимербетоне). Бетон известен более 6000 лет — считается, что впервые его стали использовать в Междуречье, а в Древнем Риме уже был широко распространен.

Свойства бетонов варьируются в зависимости от компонентов, входящих в их состав. Обычно в качестве вяжущего вещества используют цемент (такой, привычный нам бетон производится с 1844 года). Одни виды бетона применяются для строительства мостов и небоскребов, другие — для легких ограждающих конструкций и теплоизоляции, третьи — для изготовления облицовочной плитки и декоративных панелей…

Основные компоненты, добавки и структурирующие элементы бетона, как любого композита, обуславливают его качества. В результате получаются материалы с практически любыми, часто противоположными свойствами. Например, последние разработки — это гибкий бетон и бетон, который может «залечивать» небольшие повреждения.

Разнообразие сортов

Бетоны классифицируют по виду вяжущего вещества (обычно это цемент), назначению (обычные и специальные, применяемые в сложных условиях), объемной массе (от особо тяжелых до особо легких — это зависит от заполнителя).

Основные показатели, по которым устанавливается класс (марка) бетона, — это прочность на сжатие и растяжение, морозостойкость и водопроницаемость. Кроме того, важны заполнители и армирующие компоненты — галька из разных пород камня, керамзит, синтетические волокна, деревянная стружка и даже газ, как в случае ячеистых бетонов. В итоге получается большое разнообразие: монолитный железобетон, предварительно напряженный бетон, керамзитобетон, фиб-робетон, бетон, армированный синтетическими волокнами, пенобетон, декоративный бетон, щепоцементные плиты, искусственный камень… Назначение материалов тоже различно — от строительства поражающих воображение шедевров инженерной мысли до декоративной облицовки скромного каркасного дома. Нередко при строительстве одного здания используются разные типы бетона.

Свойства бетона, в том числе его прочность, определяются прежде всего свойствами вяжущего вещества. Обычно применяется цемент — при намокании и последующем высыхании он становится очень твердым. Цементы по прочности подразделяются на марки, что и означает буква «М» в их наименовании: М300, М400, М500, М600. Чем больше цифра, тем прочнее и дороже цемент: цемент М600 благодаря своей прочности называется «военным» и стоит дороже М500. Понятно, что чем выше марка цемента, тем прочнее и бетон, изготовленный из него.

Длительное хранение цемента даже в сухом месте снижает его прочность: за шесть месяцев на четверть, за год — на 40%, а за два года — вдвое. На прочность бетона также влияет вода — чем меньше ее добавляют в цемент при размешивании, тем прочнее будет затвердевший бетон.

Заполнители подразделяются на мелкие и крупные: в качестве мелкого обычно используется песок, крупинки которого диаметром 0,2-3,0 мм, а крупный заполнитель — это щебень или гравий размером 0,5-5 см. Заполнители нужны для повышения прочности бетона, поскольку цемент относительно мягок. Цемент играет роль клея для заполнителей. Известно, что избыток клея обычно понижает прочность соединения, поэтому чем оптимальнее соотношение «клея» и заполнителей, чем лучше заполнены поры, тем прочнее бетон после застывания. Именно по этой причине и используются два заполнителя — мелкий и крупный: мелкий заполняет пустоты между крупным, слой вяжущего вещества становится тоньше, а материал — прочнее.

Вода, которой затворяют бетонную смесь, не должна быть ни соленой, ни дистиллированной, допускается pH не менее 4. Нельзя использовать болотную, сточную или промышленную воду, поскольку вещества, содержащиеся в ней, влияют на прочность бетона. Происхождение песка тоже имеет значение: если в нем есть продукты разрушения растительных остатков — гуминовые кислоты, то они будут снижать качество бетона.

Специальные добавки используются с различными целями — для повышения текучести с помощью пластификаторов (чтобы можно было использовать насос); для ускорения или замедления схватывания; для образования пор; для повышения водопроницаемости или морозоустойчивости, а также как декоративные.

При строительстве небольшого сооружения вроде погреба, колодца, водоема или мостика придется определиться с тем, какую технологию выбрать — заливать бетонную смесь в изготовленную на месте опалубку, использовать блоки или установить готовые конструкции.

Несмотря на огромное разнообразие бетонов, в индивидуальном строительстве применяют монолитный железобетон (залитый на месте или в виде готовых конструкций), пено- или газобетон (в виде блоков разного размера) и декоративные бетоны (которые представлены в большом ассортименте — от монолитных площадок до плиток, черепицы и панелей).

Твердая основа

Монолитный железобетон позволяет строить здания практически любой формы, но при частном строительстве использование железобетона обычно ограничивается фундаментами и перекрытиями. Железобетон — один из многочисленных видов армированного бетона. В данном случае в роли арматуры выступают железные прутки, скрепленные в единый «скелет». Поскольку коэффициент расширения стали равен коэффициенту расширения бетона, то конструкция получается прочной и однородной. Железный «скелет» обеспечивает равномерное распределение нагрузок, а бетон защищает металл от коррозии. Упрощенно возведение конструкций из монолитного бетона можно описать так: непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы — опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента. От качества опалубки зависит, насколько стены будут гладкими, а перекрытия — ровными. В них устанавливается каркас из арматуры и заливается бетонный раствор. После набора бетоном необходимой прочности получается готовый конструктивный элемент здания. Опалубочные элементы либо (при применении сборно-разборная опалубка демонтируется, а несъемная — становится частью стены.

Для создания фундаментов и прочих капитальных конструкций, несущих большую нагрузку, бетон предпочтительнее готовить на цементе марки 300-400, используя в качестве заполнителя чистый крупный песок или гранитный щебень. Мелкий песок с частицами глины, а также щебень из известняка или битый кирпич значительно снижают прочность бетона даже при использовании цемента высоких марок.

Оптимальный состав бетона: одна часть цемента, три части песка, три-четыре части щебня. Воду добавляют с таким расчетом, чтобы пластичность бетона позволяла уложить его в опалубку с легким утрамбовыванием. Бетон, если не добавлены пластификаторы, не должен быть «жидким» — ведь чем меньше воды, тем бетон жестче, а значит, прочнее.

Плиты перекрытий изготавливают как из обычного тяжелого бетона, так и из легкого (керамзитобетона, шлакобетона и др.), марки 200 и выше. Чаще всего плиты для экономии бетона и снижения веса конструкции изготавливают с круглыми продольными пустотами. При индивидуальном строительстве обычно используют готовые плиты.

Легкие заполнители

Ячеистые бетоны стали весьма популярным строительным материалом для коттеджей. Существует два вида ячеистого бетона — пенобетон и газобетон. Это легкие бетоны с равномерно распределенными по объему порами 0,5-2 мм диаметром. Они отличаются низкой теплопроводностью, легко обрабатываются и долговечны. Главный недостаток — не очень высокая прочность.

Пенобетон получается в результате затвердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пеноагента. Его вспенивают механическим способом — пена обеспечивает необходимое содержание воздуха в бетоне. Пенобетонную массу заливают в формы, а потом распиливают на блоки. Для изготовления пенобетона не требуется сложных технических устройств, поэтому он дешевле и может изготавливаться прямо на месте проведения работ и служить утеплителем или заполнителем полостей.

Газобетон состоит из песка, цемента, воды и порообразователя, в качестве которого обычно служит известь или алюминиевая пудра. Эти компоненты смешиваются и поступают в автоклав, где вспениваются и затвердевают. Газобетонные изделия изготавливаются в заводских условиях. Эта технология позволяет более жестко контролировать производственный процесс.

Пористая структура ячеистых бетонов определяет их свойства. Поскольку воздух, находящийся в порах, является хорошим теплоизолятором, 40-сантиметровая стена из таких бетонных блоков по теплосберегающим характеристикам не уступает кирпичной толщиной 1,7 м и почти не нуждается в утеплении. Блоки из ячеистого бетона намного легче кирпича, поэтому они большого размера, что ускоряет процесс возведения стен и уменьшает нагрузку на фундамент. Кроме того, этот материал выдерживает нагрузку до 100 кг/см2, что соответствует прочности керамического кирпича М100. Этого достаточно для строительства трехэтажного дома. Стены из пенобетона обеспечивают отличную шумоизоляцию.

Ячеистые бетоны морозостойки, но боятся влаги. Поэтому необходимо защитить наружную поверхность стены, для чего применяется паропроницаемая штукатурка с последующим покрытием «дышащей» фасадной краской, а также облицовка кирпичом или сайдингом. Необходимо предусмотреть вентилируемый зазор между стеной и облицовкой, иначе конденсат, скапливающийся в порах и на поверхности, замерзая, будет разрушать пенобетон.

Красоты ради

Бетоны находят широкое применение в отделке зданий и украшении участка. Они с успехом заменяют керамическую черепицу (цементно-песчаную черепицу), природный камень, дерево или выглядят так, как задумал дизайнер. Постоянно создаются новые материалы. Так, недавно появились цветные декоративные панели из фибробетона для облицовки зданий.

Наиболее распространены отделочные материалы, обычно называемые искусственный камень и декоративный бетон. Разница между ними невелика: искусственный камень выпускается в виде отдельных элементов (плиток, «камней», блоков и т. д.), а декоративный бетон — это монолит, заливаемый на месте.

В обоих случаях бетон содержит специальные добавки, улучшающие структуру (полимерные волокна в качестве арматуры или пенопласт для уменьшения веса), а поверхность его грунтуется и окрашивается. Такого эффекта невозможно добиться с помощью обычной краски. Благодаря применению специальных красителей и пропитывающих составов получается поверхность, которую на вид не отличить от натуральной (брусчатки, кирпича, плитняка, деревянного настила и различных их комбинаций). При изготовлении декоративных бетонов для придания им эффектности как заполнитель добавляют молотый мрамор, гранит или стекло. Благородство поверхности зависит также от метода окраски. У наиболее качественных материалов рисунок столь же уникален, как и у природного камня, — прожилки и пятна выглядят как естественные. Поэтому декоративный бетон прекрасно имитирует натуральный камень, но при этом цена его намного ниже.

Толщина декоративного бетона определяется назначением покрытия: на стену достаточно нанести двухсантиметровый слой, для пешеходных зон требуется не менее 5 см, а для автомобильных проездов — 10 см и более. До 80% прочности материала достигается в течение 10-14 дней. Декоративный бетон отличается низким водопоглощением — не более 0,5%, высокой морозостойкостью — 250 циклов, и устойчивостью к истиранию. Он не дает усадки, а значит, им можно обновить стены давно построенного здания. Материал устойчив к воздействию кислот и щелочей, масел и растворителей. Поверхность его не скользит благодаря добавке в состав красителя гранитной крошки и кварцевого песка. Последняя стадия обработки — нанесение финишных герметиков, которые, полимеризуясь, защищают покрытие от появления высолов.

Данный раздел сайта сайт является информационным справочником. Все данные получены из открытых источников и опубликованы в информационных целях. В случае неосознанного нарушения авторских прав информация будет удалена или изменена после получения соответствующей просьбы от авторов, правообладателей или издателей. Зарегистрированные торговые марки принадлежат правообладателям. Администрация сайта не несёт ответственности за последствия использования опубликованных материалов.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно «научили» их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущем веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В 80-х годах XIX века Профессор А.Р. Шуляченко разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Профессор Н.А. Белелюбский в 1891 году провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Профессор И.Г. Малюга в 1895 году в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 году был издан капитальный труд Н.А. Житкевича «Бетон и бетонные работы». В начале века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).

В России технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 год) и Днепростроя (1930 год). Профессора Н.М. Беляев и И.П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону. В

30-е годы ученые московской школы бетона Б.Г. Скрамтаев, Н.А. Попов, С.А. Миронов, С.В. Шестоперов, П.М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона. В послевоенные годы создавались новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинали широко применяться химические добавки улучшающие свойства бетона, совершенствовались способы проектирования состава бетона и его технология.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируют по трем признакам:

1. По средней плотности

2. По виду вяжущего вещества

3. По назначению

Если говорить о первой характеристике, то большинство свойств бетона зависят от его плотности. В свою очередь, плотность бетона формируется по воздействием многих факторов, таких как: плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетоны делят на три вида:

Особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб.м).;

Тяжелые (1800-2500кг/куб.м);

Легкие (500-1800 кг/куб. м);особо легкие (менее 500 кг/куб.м)

Особо тяжелые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). Они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжелые бетоны, обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие легкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). К тяжелым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжелыми и легкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Легкие бетоны готовят на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

По виду вяжущего вещества бетоны делятся на:

Цементные

Силикатные

Гипсовые

Шлакощелочные

Полимерцементные

Специальные

Цементные бетоны готовят на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе.

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные - пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение - объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

По назначению бетоны делятся на:

Обычный бетон для железобетонных конструкций

Гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений

Бетон для ограждающих конструкций

Бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий

Бетоны специального назначения: жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты

Марки бетона

Бетоны маркируют по следующим показателям:

1. Прочность

2. Морозостойкость

3. Водонепроницаемость

Прочность бетона , в первую очередь, зависит от его однородности. Для оценки однородности бетона любой марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени.

Кроме того, большое значение на прочность бетона оказывает качество цемента, заполнителей, точности дозирования этих составляющих и правильного рецепта приготовления бетонной смеси.

По прочности бетон обозначают следующими маркировками: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость бетона - способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Количественной оценкой морозостойкости является количество циклов, при котором потеря в массе образца составляет менее 5%, а его прочность снижается не более чем на 25%. При снижении пустотелости бетона его морозостойкость повышается.

Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водонепроницаемость бетона - способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на марки W2, W4, W6, W8 и W12.

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008