Что такое бетон? Свойства бетона

Бетон используется при возведении большинства объектов ‒ от частного дома и многоэтажной новостройки до банковского хранилища или плотины. Но давно известный материал совсем не прост. По сути, это искусственный монолит, который получается в результате нескольких химических реакций. Самые важные свойства бетона ‒ прочность, морозостойкость, пластичность при укладке ‒ зависят от качества и пропорций сырья.

Расскажем подробнее о каждой характеристике, чтобы упростить выбор смеси.

Механические свойства

Деление на химические и механические свойства бетона во многом условно. В первую очередь рассмотрим те особенности материала, которые влияют на его способность сопротивляться давлению, нагрузкам и деформациям.

Прочность

Это свойство ‒ одно из основных. Степень прочности определяется по содержанию цемента: чем больше его доля, тем крепче будет раствор. По такому же признаку различаются между собой марки бетона.

В первую очередь важна прочность на сжатие. Измеряется в кгс/кв. см и обозначает предельную вертикальную нагрузку в килограммах на 1 квадратный сантиметр бетона. Определяется двумя способами ‒ либо застывший образец сжимают под прессом, либо измеряют прочность готовой конструкции с помощью специальных инструментов.

Что нужно знать об этом свойстве:

• Залитый раствор набирает прочность постепенно. Наиболее значимы первые дни. 70% от расчетного значения прочности достигается за неделю. После этого уже можно убрать опалубку, но еще в течение 3 недель нельзя ходить по покрытию или подвергать его другим нагрузкам. То есть для полного набора прочности нужен месяц.
• Низкие температуры воздуха замедляют этот процесс. Чтобы набор прочности не остановился, нужно постоянно подогревать бетон или добавить в раствор специальные противоморозные добавки.
• Выделяются классы прочности, которые обозначаются литерой В и цифрой от 5 до 50-60. Например, самый низкий класс ‒ В5 ‒ соответствует марке бетона М75. В15 ‒ это самая распространенная марка М200.

Удобоукладываемость, или подвижность

Это свойство показывает, насколько легко раствор растекается и принимает форму той конструкции, куда его залили. Зависит от содержания воды и воздуха в смеси. По удобоукладываемости бетонные растворы делят на три категории:

• сверхжесткие (в документах СЖ) и жесткие (Ж) получают, используя технологии вибропрессования, трамбования, экструзии, которые нужны для удаления из смеси лишнего воздуха и формования;
• подвижные (П) чаще всего используются при производстве товарного бетона популярных марок.

Внутри каждой группы есть подкатегории. Так, встречается пять видов смесей под буквой П ‒ от П1 до П5, подвижность возрастает вместе с цифрами. Чаще всего в строительстве применяют П4 и П5.

Тяжелые бетоны менее пластичны, легкие более подвижны.

Усадка

Усадкой называют сжатие бетона в процессе твердения. Она меняется в зависимости от пропорций и марок заполнителей и связующих. Усадка может привести к образованию трещин и снижению прочности всей конструкции, поэтому такой процесс стремятся минимизировать. Для этого можно:

• Увеличивать содержание заполнителей в составе смеси. Щебень, гравий, песок становятся неким каркасом, который удерживает конструкцию от деформации.
• Увлажнять раствор после заливки, чтобы не допустить пересыхания.
• Если смесь заливается на большой площади, наносить на поверхность так называемые усадочные швы, которые уменьшают внутренние напряжения.

Истираемость

Это свойство влияет на срок службы бетонного покрытия. Определяется только после полного твердения раствора как в лабораторных условиях, так и с помощью замеров на месте. Обозначается буквой G и цифрой, которая говорит о степени истираемости:

1. G1 ‒ низкая, то есть поверхность устойчива к механическим нагрузкам. Из такого материала можно строить дороги, тротуары, междуэтажные перекрытия.
2. G2 – средняя, подходит для устройства лестниц общественных объектов.
3. G3 – высокая, используется в малоэтажном домостроении, строительстве межквартальных проездов, лестниц, тротуаров в жилом секторе.

Чем выше марка бетона, тем лучше покрытие сопротивляется истиранию.

Технические свойства бетона

Технические свойства бетона тоже должны соответствовать условиям эксплуатации. Можно ориентироваться на 4 основные характеристики.

Плотность и пористость

Между этими показателями существует обратная связь: растворы с высокой плотностью обладают низкой пористостью, а обилие пустот говорит о легкости и разреженной структуре материала.

Другое название плотности — объемный вес, единица измерения — кг/кубометр. Регулируется изменением доли и размера заполнителей в растворе. Цемент высоких марок, щебень, гравий и минералы, крупный песок повышают плотность, пористые материалы типа керамзита, туфа, пемзы, а также мелкий песок — понижают.

Плотность можно узнать по букве D. Существует 4 основные категории бетонов:

• особо легкие – менее 500 кг/куб. м
• легкие – 500-1800 кг/куб. м
• тяжелые – 1800-2500 кг/куб. м
• особо тяжелые – более 2500 кг/куб. м

Высокая пористость уменьшает прочность конструкции, зато увеличивает ее теплоизоляционные свойства.

Морозостойкость и водонепроницаемость

Устойчивость к морозам маркируется буквой F. Цифра после нее указывает, сколько циклов замерзания и оттаивания переносит бетон без потери своих качеств:

• F15-F50 – низкая морозостойкость,
• F51-F300 – средняя,
• от F301 – высокая.

На это свойство влияет качество сырья и количество капиллярных пор в бетоне: чем их меньше, тем лучше материал противостоит температурным перепадам.

Водонепроницаемость расшифровывается по литере W и цифрам, которые указывают на способность конструкции не промокать при контакте с водой:

• ниже W4 – слабая водостойкость,
• W4-W12 – средняя,
• выше W12 – высокая.

В строительстве чаще используют марки W6 и более. В первую очередь эта характеристика важна при возведении гидротехнических сооружений.

Как получают бетон

Основные компоненты материала – это:

• цемент от М100 до М500,
• крупный заполнитель (щебень, гравий),
• мелкий заполнитель (песок),
• очищенная вода.

Их смешивают в разных пропорциях. Для улучшения свойств в смесь вводят химические добавки, которые повышают подвижность, прочность, морозостойкость, увеличивают время текучести и ускоряют схватывание раствора.

Существует два варианта: купить все ингредиенты и приготовить бетон самостоятельно или приобрести материал заводского производства. Во втором случае качество и стабильность раствора будет выше, поскольку все этапы его изготовления контролируются. Специалисты завода «Ижпромстрой» помогут определить нужные свойства бетона, рассчитать объемы материала и организовать его доставку на объект.