Высокопрочный бетон: состав, свойства и характеристики

Чем высокопрочный бетон отличается от обычного? Особенности материала и сфера применения

Искусственный камень давно стал одним из самых распространенных материалов в строительстве. Несмотря на многообразие видов бетона, развитие и совершенствование композита происходит постоянно. Еще пару десятилетий назад высокопрочным считался бетон с классом В30, но в наши дни этот материал уже относится к рядовым. Современный высокопрочный бетон сочетает широкий спектр свойств, существенно отличающих его от классического искусственного камня.

Параметры такого материала уникальны и не описываются лишь высокими значениями прочности. Фактически подобный композит призван решать сразу несколько сложнейших технологических задач, именно поэтому понятие высокопрочного бетона объединяет несколько видов материалов и целый ряд характеристик.

Прочие физико-механические свойства

Усадка:

определяет сокращение линейных размеров бетона при его созревании на открытом воздухе;
степень усадки варьируется от 0.30 до 1.00 мм/м;
максимальное сокращение наблюдается в начале твердения, — в первые 24 часа достигается 70% от общего показателя;
если рабочий раствор содержит некорректные пропорции воды и цемента усадка увеличивается.

Огнестойкость:

определяет способность материала сохранять прочность на фоне кратковременного воздействия высоких температур;
железобетон прогревается на незначительную глубину, что обусловлено его низкой теплопроводностью;
при длительном воздействии огня в основе развиваются необратимые химические изменения, и она теряет прочность;
для обустройства печей и топок используется жароупорный железобетон со специальными наполнителями и глиноземным цементом.

Средняя плотность

Этот показатель соответствует усреднённому значению объёмной массы бетона и маркируется литерой D и числовым значением от 200 до 5000 (кг/м3).

Принято различать:

смесь бетонную – до выкладки и уплотнения;
бетон свежеуложенный – смесь уложена в опалубку и уплотнена, но период структурообразования еще не наступил;
твердеющий железобетон.

Марка D указывает на фактическое значение массы сухого вещества на единицу объёма (кг/м³). Например, у бетонов D500 на 1 м³ приходится 500 кг сухого вещества

Классификация по плотности (объёмному весу):

особо тяжёлый – 2500;
тяжёлый – 2000/2500;
облегчённый – 300/2000;
лёгкий 500/1800;
особо лёгкий – 500.

Особенности изготовления

Такое сырье, как цемент, представляет собой группу продукции, в состав которой входят гидравлические вещества на основе алюминатов и силикатов, образуемые при термообработке компонентов.

Особое место в линейке данных товаров отводится строительной смеси быстродействующего типа, главной характеристикой которой является способность материала застывать не только при контакте с воздухом, но и в воде. Эту продукцию называют глиноземистым цементом. Кроме того, встречаются и другие названия продукции, например, алюминатный цемент.

Производство сырья происходит по специальной технологии, в ходе которой базовые компоненты дополнительно обогащаются глиноземом. После этого состав проходит термическую обработку в доменных либо же электродуговых заводских печах, а затем дробится до необходимого размера частиц. Химическая формула и технические характеристики данной продукции позволяют использовать ее для приготовления жаростойкого бетона. Главной отличительной особенностью глиноземистого цемента от сырья других марок является огнестойкость, которая в разы превосходит аналогичные показатели продукции других фирм, например, портландцемента. Как утверждают специалисты, состав смеси позволяет эксплуатировать ее при температурных значениях, достигающих 1700С.

Глиноземистый цемент часто применяется в качестве одного из компонентов в различных составах, смешиваясь с магнезитом или шамотом, что позволяет изготавливать гидравлически застывающие огнестойкие растворы.

Производство цемента осуществляется на основе бокситов и известняка в совокупности с рядом других веществ, которые отвечают за те или иные характеристики состава. Современные производственные мощности пользуются двумя способами выпуска состава согласно ГОСТ – спекание и плавление. Выбор метода производства основывается на специфике состава бокситов и уровне содержания в элементах разных включений, например, оксида железа.

В ходе выбора последнего способа изготовления, к качеству бокситов предъявляются очень высокие требования. Процесс начинается с погружения состава в печи с водяным охлаждением. Горячий воздух, подача которого происходит через фурмы, обеспечивает процедуру плавления состава. По окончанию обработки сырье охлаждают и измельчают.

Гораздо реже прибегают к способу дуговой плавки, благодаря которому цементу становятся присущи самые высокие качественные характеристики.

После производства проводится дальнейшая подготовка состава, включающая в себя смешивание всех ингредиентов. Затем они гранулируются или брикетируются.

При использовании для выпуска глиноземистого цемента доменных печей в результате производства образуется высокоглиноземистый шлак, в составе которого нет железа, но имеется большое содержание кремнезема. Подобная продукция имеет недостаток, связанный с минимальными показателями прочности состава на первых порах его затвердевания. В отечественном производстве способ получения цементной смеси путем доменной плавки стал очень востребован.

Процесс спекания – способ изготовления глиноземистого цемента в заводских печах обычного типа с небольшим нагревом. В ходе постепенного остывания сырья генелит, входящий в его состав, кристаллизуется и приобретает стеклообразную структуру. Контроль уровня нагрева в ходе такого способа производства продукции является основополагающим, поскольку недостаточный уровень нагрева будет способствовать кристаллизации алюминатов кальция.

На выходе из оборудования состав гранулируется. А качества цемента, полученного таким образом, позволят продукции выделяться максимальными значениями прочности сырья.

В некоторых случаях применяется метод электроплавки состава. Преимуществом этого метода является очистка состава от кремниевой кислоты.

При выборе наиболее подходящего способа производства цемента, помимо анализа химического состава боксита, стоит также учитывать качество кокса и стоимость электроэнергии. Совокупность вышеперечисленных факторов поможет выбрать рациональный метод изготовления сырья.

Состав бетона разных марок

Особо тяжелые бетоны, используемые при строительстве крупных промышленных объектов, обеспечивают биологическую защиту от радиоактивного излучения. Это свойство материалов по ГОСТу позволяет использовать их при строительстве ядерных установок и АЭС. Производство особо тяжелых бетонов основано на продвинутых технологиях с использованием программного обеспечения со строго заданными параметрами.

В состав особо тяжелых смесей повышенной прочности, плотность которых более 2500 кг/м3, по ГОСТу могут входить следующие виды добавок:

барит;
магнетит;
чугунный скрап;
лимонит;
гематит.

Тяжелый бетон по ГОСТу может быть изготовлен с добавлением следующих видов цементов:

шлакопортландцемента;
глиноземистого цемента;
обычного портландцемента;
пуццоланового портландцемента;
гипсоглиноземистого набухающего цементного песка.

Тяжелые бетоны по ГОСТу, имеющие объемную массу свыше 1800 кг/м3, широко применяют для строительства фундаментов, возведения стен зданий, сооружения плотин. Технологический процесс изготовления тяжелых бетонов повышенной прочности согласно ГОСТа основан на обработке сырья под воздействием высоких температур. В качестве крупного наполнителя по ГОСТу в составе тяжелых смесей используют гравий или щебень, а мелкого — природный песок.

В состав марок легких бетонов по ГОСТу 25820-2014 входит пористый наполнитель, что существенно снижает вес материала. Раствор содержит щебень либо гравий без мелкого заполнителя. Легкий ячеистый бетон по ГОСТу 25820-2014 можно получить путем вспенивания цементного теста.

Особо легкие или пенобетоны с наименьшей прочностью имеют сквозную пористую структуру и по ГОСТу состоят из воды, цемента, пенообразующих добавок. В качестве крупного заполнителя может быть использован керамзит, шлак, вермикулит и др. Например, в соответствии с ГОСТом 25214-82 производство силикатного бетона с содержанием воды, неорганических наполнителей и связующего известково-кремниевого вещества требует выдержки температурного режима в пределах 175—190 °C.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Латунные заглушки труб

Приготовить бетон той или иной марки позволят данные из таблиц пропорций составляющих смеси на основе цемента марок М400 и М500 с добавлением песка и щебня в нужном количестве (см. таблицы 1,2).

Таблица 1

Пропорции цемента М400 (портландцемент), песка и щебня в бетонной смеси

Марка бетона	Массовые состав, Ц:П:Щ (кг)	Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л)	Количество бетона из 10 л цемента (л)
М100	1:4,6:7,0	41:61	78
М150	1:3,5:5,7	32:50	64
М200	1:2,8:4,8	25:42	54
М250	1:2,1:3,9	19:34	43
М300	1:1,9:3,7	17:32	41
М400	1:1,2:2,7	11:24	31
М450	1:1,1:2,5	10:22	29

Таблица 2

Пропорции портландцемента М500, песка и щебня в бетонной смеси

Марка бетона	Массовые состав, Ц:П:Щ (кг)	Объемный состав на 10 л цемента, П:Щ (л)	Количество бетона из 10 л цемента (л)
М100	1:5,8:8,1	53:71	90
М150	1:4,5:6,6	40:58	73
М200	1:3,5:5,6	32:49	62
М250	1:2,6:4,5	24:39	50
М300	1:2,4:4,3	22:37	47
М400	1:1,6:3,2	14:28	36
М450	1:1,4:2,9	12:25	32

Существуют различные виды пластификаторов, которые добавляют в смесь для придания нужных характеристик. Они позволяют изменить состав раствора, например, жаропрочный бетон исключает применение щебня. Чаще всего используют гипер- и суперпластификаторы, а также замедлители, увеличивающие срок твердения раствора.

Гиперпластификторы нужны для создания пластичного декоративного бетона, а при наличии в смеси противоморозных добавок можно осуществлять строительные работы при отрицательных температурах.

Основные характеристики

Сверхпрочный бетон нового поколения отличается широким набором свойств, поэтому чаще всего их делят на два блока.

Показатели бетонной смеси

К первому относят параметры бетонной смеси, среди которых основными считаются:

подвижность с расплывом конуса на уровне 65 – 70 см;
коэффициент уплотнения 1,0 – 1,4;
время сохранения реологических свойств не менее 3 – 4 часов;
минимальная расслаиваемость;
воздухосодержание не более 1%.

Способность смеси сохранять свои свойства во времени крайне важна, ведь транспортировка материала от завода до объекта может занять пару часов

Не менее важно обеспечить однородность смеси, ведь расслоение приведет к полной потере свойств затвердевшего бетона

Параметры готового камня

Ко второму блоку относят характеристики уже затвердевшего композита. К основным среди них можно отнести:

прочность на сжатие в диапазоне 50 – 100 МПа и на растяжение при изгибе не менее 4 МПа;
плотность и поровую структуру;
низкую истираемость;
морозостойкость от F400 и водонепроницаемость от W10;
водополгощение не более 1%;
небольшой модуль сдвига.

С учетом способности смеси такого бетона к образованию максимально плотного тела возникает опасность возникновения микротрещин из-за чрезмерных напряжений во время гидратации. Процесс твердения бетона сопровождается выделением большого количества тепла, а в материале столь плотной структуры этот избыток энергии просто некуда деть

Именно поэтому важно обеспечить адекватную поровую структуру, которая будет работать буфером для избытка энергии и напряжений

Состав высокопрочного бетона

Основные по объёму компоненты – цемент, вода, заполнители. Но на свойства бетона большое влияние также имеют добавки. Совместное действие всех составляющих влияет на итоговый результат, поэтому важны характеристики и пропорции каждого компонента: они будут влиять на качество бетона и возможности его применения.

Цемент

Возглавляет перечень материалов, потому что от марки цемента будет зависеть класс бетона. Для приготовления высокопрочных бетонов используются разновидности портландцементов, включая цементы с минеральными добавками, обладающими активностью при пропаривании 32 МПа и больше. Тем самым сокращается длительность тепло-влажностной обработки и уменьшается её стоимость.

Для экономии допустимо уменьшить количество цемента, но при использовании добавок, повышающих прочность. Чтобы срок службы сооружения стал больше, цемент применяют со значением нормальной густоты не более 30%. Температура цемента не должна превышать отметку 60 °С.

Вода

В воде не допустимо содержание сахаров, органических ПАВ и фенолов в количестве более 10 мг/л. Не допустимо наличие масел, нефтепродуктов, жиров, окрашивающих примесей, а также примесей, нарушающих свойства бетона (схватываемость, морозостойкость).

Допускается применение технической воды и воды из природных источников, но содержание примеси должно соответствовать требованиям норм.

Заполнители

Мелкий заполнитель

Как и для большинства бетонов, это крупные или мелкие пески природного происхождения или из отсевов дробления пород горнодобывающей промышленности. Плотность зерен может варьироваться от 2000 г/см³ до 2800 г/см³. Допустимо применение песка из шлаков цветной и чёрной металлургии, а также золошлаковые смеси. Учитывается плотность, состав (концентрация пылевидных частиц и глинистых), пустотность песка. Некачественный или грязный песок значительно снижает свойства бетона.

Крупный заполнитель

Крупный фракционный заполнитель – щебень, прочность которого должна быть выше требуемой марки бетона; щебень, добытый из горных пород с высокой прочностью (диабаз, гранит и др.).

Содержание зерен низкой прочности не должно быть более 10% по массе. Учитываются морозостойкость щебня и прочность (от 100 МПа). При наличии пластификаторов в смеси допускается прочность щебня 80 МПа. Итоговая пригодность заполнителя устанавливается только после испытаний бетона.

Для бетона крупным заполнителем не рекомендуется брать породу с гладкой поверхностью.
Плотность зерен должна варьироваться от 2000 до 3000 кг/м³.
В составе щебня наличие пыли и мелких частиц глины допускается не более 2% от массы.

Марка щебня влияет на итоговую марку бетона, поэтому класс щебня должен быть выше, чем у бетона. Так, для класса бетона В45 марка щебня должна соответствовать классу 1200.

Добавки

Добавки для бетона в строительстве выполняют несколько функций. Главная – это усиление необходимых свойств бетона (устойчивость к сильно низким температурам и перепадам температур; устойчивость к сильным вибрациям; водонепроницаемость и т. д.). Для повышения экономности строительства усиливают опорные свойства бетона при уменьшении количества металлоконструкций и заполнителей. Можно облегчать общий вес строения, добавляя химические компоненты и сохраняя при этом прочность.

Так как к высокопрочным бетонам предъявляются повышенные требования, добавки-пластификаторы в составе присутствуют обязательно. Если используются портландцементы с минеральными добавками, то количество химических добавок увеличивается на 15%.

Цель применения пластифицирующих добавок:

снизить расход воды в бетоне, сохранив его прочность;
оптимизировать количества цемента, сохраняя удобоукладываемость и прочность бетона;
повысить экономию строительства и улучшить тех. характеристики бетонов (стойкость к образованию трещин, усадка и др.);
увеличить подвижность смесей, сократить длительность укладки при работе с конструкциями сложной конфигурации.

При использовании добавок надо ориентироваться на совместимость используемых добавок и их действие на свойства бетона.

Бетоны с требованием к морозостойкости F200 и выше, а также бетоны для сооружений гидротехнического назначения, следует изготавливать с применением газообразующих или воздухововлекающих добавок.

В бетоны для применения на дорожных и аэродромных покрытиях обязательное наличие воздухововлекающи добавок и пластификаторов.

Бетоны марки П4 и П5 по удобоукладываемости готовятся с обязательным содержанием пластификаторов для монолитных и сборных конструкций.

Состав легких бетонов

В него входят различные вяжущие вещества (простые и сложные или смешанные), различные заполнители (легкие и тяжелые) и вода. В состав легких бетонов, употребляемых для возведения монолитных стен, входят цементы заводского изготовления (портландские, пуццолановые портландские, шлакопортландские, известково-шлаковые), так как от стен требуется быстрое твердение.

Наоборот, для изготовления легкобетонных камней могут применяться вяжущие вещества и более низкой активности, т. к. при помощи пропаривания, трамбования, прессования и т. п. технологических процессов имеется возможность повысить их прочность. Исключение составляют пенобетонные изделия, которые для достижения даже небольшой, прочности приходится изготовлять на портландцементе.

Кроме того выбор рода вяжущего материала зависит от марки бетона; при высоких марках целесообразно применять и вяжущие материалы высокой активности. В качестве заполнителей крупных и мелких чаще всего применяют легкие (пористые) материалы: шлаки, пемзу, туф, трепел, опоку, керамзит и т. п.

Гораздо реже применяется более плотный материал — кирпичный щебень, а именно там, где условия прочности преобладают над требованием теплоустойчивости (например стены нижних этажей или столбы).

Тяжелые заполнители (песок, гравий и щебень) применяют только в тех районах, где нет легких заполнителей. В этом случае для уменьшения веса необходимо придавать ему крупнопористую или мелкопористую структуру. Иногда тяжелые заполнители применяются для изготовления легких бетонов в целях повышения прочности не свыше предела, обусловливаемого требованиями теплоустойчивости.

Вообще чем выше марка легкого бетона, тем прочнее должны быть заполнители. Применение котельного шлака в качестве заполнителя легкого бетона для железобетонных конструкций не допускается, т. к. находящиеся в нем сернистые соединения разрушают железо; допустим доменный лежалый шлак, но предпочтительнее пемза или керамзит, абсолютно не влияющие химически на железо.

Легкие бетоны с пористыми заполнителями являются самыми распространенными. Наиболее употребительны шлакобетон, пемзобетон и керамзитобетон (в перспективе).

По структуре легкие бетоны могут быть также жирными и тощими. Наиболее прочными являются жирные, которые и рекомендуются к применению.

Плюсы и минусы гидробетона

Повышенная прочность и водонепроницаемость – главные и неоспоримые достоинства гидротехнического бетона.

Среди других преимуществ, которыми может похвастать конструкция, выполненная из данной категории стройматериала, следует отметить:

устойчивость к сверхнизким и сверхвысоким температурам;
вероятность образования трещин сведена к минимуму;
незначительное тепло выведение;
возможность организации строительных конструкций в подводных условиях.

Для компаний, специализирующихся на возведении сооружений с использованием гидротехнического бетона, приходится констатировать неутешительный факт: стоимость подобного материала отнюдь нельзя назвать бюджетной. Кроме того, для его транспортировки в больших объемах на длинные расстояния, необходимо нанимать спецтехнику или же, осуществлять приготовление бетонных смесей вплотную со сторонящимся объектом, что также весьма затруднительно.

Состав

Вещества, которые входят в состав строительной смеси, влияют на получаемое изделие.

Основой являются следующие компоненты:

Вяжущие вещества. Обычно их роль выполняют максимально активные портландцементы с определенным показателем консистенции. Специалисты советуют применять компоненты с густотой 25%. Показатель минимальной активности должен составлять примерно 500-600. Так как получаемый бетон приобретает прочность в ускоренных темпах, не приходится использовать различные добавки, которые будут убыстрять застывание состава.
Песок. Производство строительных смесей с высокой прочностью не может осуществляться без применения кварцевых песков полевошпатового типа с мелкой либо крупной фракцией. Для мелкозернистых сортов подходят частицы, имеющие размеры от 0,14 до 0,63 мм, а для крупнозернистых – от 1,25 до 5 мм. Чтобы строительный состав лучше укладывался во время его нанесения, применяют больше первых компонентов. В некоторых случаях соотношение крупных и мелких частицы выравнивают. В некоторых марках (до М800) предполагают использование только песка средней либо крупной фракции. При этом всегда учитываются государственные стандарты.
Крупный заполнитель. В таких составах подобную роль выполняет щебенка. Прочность на сжатие у нее при высокой влажности должна быть в 1,5 раза больше, чем у раствора. Перед добавлением такого наполнителя его сортируют, очищают. Частицы разделяются на фракции по 0,5-1 см, 1-2 см, а также 2-4 см. Тип щебня выбирают в зависимости от применяемой арматуры и планируемой ширины будущего изделия. Если у сооружения армирование слабое, а стены толстые, то применяют частицы размером до 7 см. Для бетонов с повышенной прочностью используют только сухой заполнитель, который соответствует требованиям в ГОСТ.
Мелкозернистые добавки. В бетоны с повышенной прочностью досыпают пыль кремнеземного типа. Но такое практикуют не всегда. К примеру, если показатель прочности составляет C 55/67 или C 60/77, то можно не использовать такую добавку. Кремнеземную пыль получают во время производства с использованием кремня. Она выполняет несколько главных задач. Во-первых, поступает в пустое пространство между частицами основных компонентов. Благодаря этому плотность у бетонного изделия увеличивается. Во-вторых, происходит ее взаимодействие с гашеной известью, за счет чего показатель прочности еще больше возрастает. В-третьих, реакция между цементом и песком тоже становится гораздо лучше.

Кроме перечисленных компонентов, в бетонах рассматриваемого типа могут использовать дополнительно искусственные пластификаторы.

Требования к материалам

В качестве крупного заполнителя применяют только щебень из плотных прочных горных пород (гранита, диабаза, базальта, габбро и др.). Марка щебня должна быть выше прочности бетона не менее чем в два раза. Пригодность щебня по прочности можно также определить путем испытания его в бетоне. При этом щебень признается пригодным, если прочность бетонных образцов в 28 суточном возрасте окажется не ниже требуемой. Крупный заполнитель должен применяться чистым, с содержанием пылевидных и илистых частиц не более 0,25 % по массе. В целях обеспечения постоянства состава заполнителей, более плотной их упаковки и повышения однородности бетонной смеси следует использовать фракционированный крупный заполнитель. Соотношение между фракциями устанавливается по наименьшей пустотности их смеси.

В качестве мелкого заполнителя следует использовать кварцевый или кварцево-полевошпатный песок, к которым предъявляют повышенные требования. Содержание примесей, определяемых отмачиванием, не должно превышать 1 % по массе. Желательно применять песок фракционированный (из двух-трех фракций — razgovorodele.ru). Пустотность песка не должна превышать 40 %. Портландцемент должен применяться высокопрочный или повышенной прочности (марок 500, 550 и 600) с низким значением нормальной густоты (не более 26 %). Применение указанных цементов в сочетании с высококачественными заполнителями и рациональным составом бетона позволяет получить бетоны, прочность которых в 1,5-1,7 раза превышает активность цемента. При бетонировании массивных конструкций следует применять цементы белитовые, при бетонировании тонкостенных — алитовые.

Если сооружение из высокопрочного бетона частично или полностью будет подвергаться попеременному замораживанию и оттаиванию или находиться в зоне грунтовых вод, то цемент необходимо выбирать с учетом морозостойкости и коррозионной стойкости бетона.

Состав и классификация

Среди основных требований, предъявляемых к гидробетону – высокая степень гидроизоляции в условиях резких температурных колебаний и динамических нагрузок.

Именно поэтому бетонный раствор должен соответствует действующим строительным нормам и стандартам.

ГОСТ 26633 – основной технический документ, которым следует руководствоваться при приготовлении бетонной смеси. В этом же нормативе можно найти и требования к составу.

Для приготовления гидротехнического бетона в его состав входят следующие основные компоненты:

Сульфатостойкий портландцемент, который используется в качестве связующего вещества. Подобный компонент также обеспечивает стойкость конструкции к агрессивным водам.
Кварцевый песок, играющий роль мелкого заполнителя. Данный сыпучий строительный материал специально предназначен для нивелирования вероятности размывания бетона.

Осадочные породы (гравий или щебень), играющие роль крупного заполнителя. Главные качества такой добавки – это гидрофобность и морозостойкость

Здесь особое внимание следует уделить фракции зерна данных материалов от которой будут зависеть физико-механические свойства строительного раствора.
Различные добавки, служащие для улучшения свойств бетонной смеси. Данные компоненты повышают порог чувствительности к температурным колебаниям, агрессивному воздействию водной среды, препятствуют образованию трещин и увеличивают стойкость к механическим деформациям.

Состав гидробетона Рецептура приготовления, процентное содержание того или иного вещества, принципиальные параметры и характеристики соответствующие гидротехническому бетону установлены в ГОСТ 26633 (пункт 3).

Получение

Получение высокопрочного бетона без использования высокоактивного цемента, путем значительного увеличения расхода цемента средней активности .не только нецелесообразно, но даже невозможно. При увеличении расхода последнего сверх 600 кг/м3 резко повышается водопотребность бетонной смеси, сильно снижается роль цементоводного отношения и уменьшается или прекращается прирост прочности бетона.

Для получения бетона марок 700—800 необходимы цементы марок 600—700, чисто клинкерные с нормальной густотой теста не более 25% и с удельной поверхностью по Товарову до 4000— 5000 см2/г.

Заполнители для высокопрочных бетонов должны быть чистыми, повышенного качества. Песок требуется классифицированный, разделенный на 2—3 фракции, и, как правило, кварцевый или кварцевополевошпатовый (с модулем крупности не менее 2,0) с содержанием отмучиваемых примесей не более 1% по весу. Рекомендуется применять чистый фракционированный щебень изверженных горных пород, по возможности кубической формы, но можно и дробленый гравий из прочных плотных невлагоемких пород, с хорошей гранулометрией.

Для снижения жесткости бетонйой смеси (повышения ее удобоукладываемости) и расхода цемента, когда высокая прочность бетона требуется лишь к 28 дням, следует вводить добавку пластификаторов — ССБ в количестве, устанавливаемом предварительными опытами, но не более 0,2% от веса цемента. При этом следует учитывать возможность замедления процесса твердения.

При изготовлении высокопрочных бетонов необходим не только тщательный отбор материалов, но и строгое соблюдение установленного технологического режима и усиление пооперационного* контроля производства.

Гидротехнический бетон — состав, свойства, ГОСТ и технические характеристики и применение

Первые крупные гидротехнические сооружения СССР (Волховстрой, Днепрострой) прославили технологию гидротехнического бетона. Впоследствии его использовали, возводя гидротехнические и гидромелиоративные объекты и их части, находящиеся в воде постоянно либо изредка и периодически.

Многолетний опыт применения стройматериала доказывает, что гидротехнические бетонные конструкции должны демонстрировать длительную службу, соответствовать требованиям по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости.

Бетон применяемый для строительства бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений или их отдельных частей, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4795-68.

Виды.

Из гидротехнических бетонов строят специфические объекты: дамбы, пирсы, волнорезы, градирни, очистные сооружения, мосты. Принято рассматривать 3 вида гидротехнического бетона:

Подводный, находящийся постоянно в толще воды;
Пребывающий в зоне, где уровень воды периодически изменяется;
Расположенный над водой и периодически ей омываемый.

Другая классификация делит бетон на немассивный и массивный, а также на материал для безнапорных или напорных конструкций. Исходя из сферы применения, к гидробетонам известны требования по водостойкости, водонепроницаемости (W), морозостойкости (F), прочности на сжатие (В) и растяжение, ограниченному тепловыделению при твердении, ограниченной усадочности, деформативной способности, стойкости к истиранию наносами и водой.

Прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Класс бетона зависит от показателей (коэффициентов) прочности на сжатие и наоборот способности противостоять растяжению. Так прочность на сжатие гидробетона определяют в его возрасте, равном 180 суткам, воздействуя на куб со стороной 15см. Марки бетонов начинаются с В3,5 и заканчиваются В80, однако максимальное распространение в строительстве получил ряд от В10 до В40.

Прочность на осевое растяжение исключает появление трещин. Стандартные образцы испытывают в возрасте 180 дней. Классы бетона возрастают от Вt0,8 до Вt3,2.

В 180-тисуточном возрасте гидробетоны демонстрируют 4 вида водонепроницаемости: W8, W6, W4, W2. Подвергаясь стандартным испытаниям, материал не должен пропускать воду под давлением 0,8МПа, 0,6МПа, 0,4МПа, 0,2МПа соответственно. Разработаны специальные добавки, увеличивающие водонепроницаемость выше W12.

Гидротехнические бетоны работают в умеренных, суровых и особо суровых погодных (климатических) условиях. Морозостойкий гидротехнический бетон выпускают 5-ти марок: F300, F200, F150, F100, F50. Посредством спецдобавок морозостойкость увеличивают сверх F400. Марку устанавливают по числу циклов замерзания и оттаивания бетона возрастом 28 суток, за время которых прочность снизилась не больше чем на 25%. Морозостойкость важна для тех конструкций, которые испытывают совместное воздействие воды и отрицательных температур.

Применение особо прочного бетона

Бетонные композитные смеси нового поколения отличаются от классических марок более высокой стоимостью. Поэтому их применение должно быть основано на проведении технико-экономических расчетов. Столь высокие прочностные показатели не требуются в массовом типовом строительстве, и поэтому вопрос применения этих материалов возникает не часто.

Наиболее часто высокопрочный бетон применяют при строительстве высотных зданий, мостов, гидротехнических сооружений, энергетических установок и конструкций сложной геометрической формы. Еще не так давно высотные здания возводились из металла, поскольку железобетонные конструкции были неспособны выдерживать вес нескольких десятков этажей. Современные композитные материалы позволяют в значительной степени уменьшить металлоемкость строительных конструкций и обеспечить необходимую прочность и надежность.

Ponte Sheikh Zayed

Его применяют для возведения мостовых пролетов большой длины, уменьшая количество несущих опор и ускоряя сроки выполнения проекта. Применение новых композитных материалов обычно направлено на решение сложных инженерных задач и редко встречается в традиционных способах строительства.