Современные рецептуры бетонных смесей разрабатываются специализированными научными институтами, технологическими лабораториями при производственных предприятиях и исследовательскими центрами строительных вузов. Основная цель таких разработок - повышение эксплуатационных характеристик бетона, снижение затрат на его производство и увеличение срока службы конструкций.
Одним из ключевых направлений является оптимизация расхода портландцемента, который является самым дорогим компонентом. Также стремятся продлить срок службы бетонных сооружений на протяжении всего периода эксплуатации.
Классификация бетона
Бетонные заводы выпускают различные виды бетона на основе портландцемента, которые классифицируются по содержанию вяжущего вещества. Среди них выделяют:- тощий (сухой) бетон;
- легкий бетон на керамзите;
- тяжелый бетон на гравийном или гранитном щебне.
Исследования и технологии
Эксперименты показали, что увеличение количества цемента в смеси может привести к снижению расхода других компонентов, а также уменьшить габариты конструкций, процент армирования и энергозатраты на строительство. Однако пропорции компонентов и водоцементное отношение должны соблюдаться в строго определенных пределах.Тяжелые высокопрочные бетоны содержат максимальное количество цемента при минимальном объеме щебня, песка и воды.
Характеристики и маркировка
Прочность бетона определяется по классу (в МПа) или марке (в кг/см²). Класс обозначается буквой «B» с цифрой, марка - буквой «М». Также бетон характеризуется:- морозостойкостью (F100 - F300);
- водопоглощением (W6 - W12);
- подвижностью (П3 - П5).
Состав и компоненты
Тяжелый бетон состоит из:- портландцемента (основного вяжущего);
- песка (мелкого заполнителя), предпочтительно крупнозернистого речного;
- щебня или гравия (крупного заполнителя), получаемого из твердых пород;
- воды, обычно из водопровода, в редких случаях - очищенной из природных источников.
Применение
Тяжелый бетон повышенной прочности широко используется в строительстве:- аэродромные покрытия;
- мосты и путепроводы;
- каркасы многоэтажных зданий (колонны, ригели, балки, плиты);
- фундаменты, сваи, резервуары;
- тоннели, метро, бассейны;
- монументы, памятники, вышки;
- облицовочные плиты и брусчатка.
Подготовка и монтаж
Приготовление тяжелого бетона на стройплощадке не рекомендуется из-за сложности соблюдения технологии. Лучше использовать готовые сборные элементы или товарный бетон, поставляемый сертифицированными производителями.Сборные конструкции монтируются с помощью металлических закладных деталей и сварки, швы герметизируются растворами и полимерными материалами. Монолитный бетон заливается в опалубку с арматурным каркасом и подвергается виброуплотнению для предотвращения пустот.
Преимущества и недостатки
К достоинствам тяжелого бетона относятся:- высокая прочность при меньшем объеме арматуры;
- возможность уменьшения сечения конструкций;
- снижение расхода крупного заполнителя.
- повышенный расход цемента;
- сложность приготовления в полевых условиях;
- необходимость постоянного контроля качества.