Принципы экономии
Основной метод, который можно применить без ущерба качеству материала заключается в экономии цемента.
Любой строитель может реализовать этот процесс с опорой на представленные способы:
- использование жестких бетонных смесей;
- введение в рабочий раствор воздухововлекающих и пластифицирующих добавок;
- применение высококачественных, чистых заполнителей соответствующего зернового состава и максимально приемлемой крупности;
- использование смешанных цементов со специальными микронаполнителями, что допустимо для бетонов невысоких прочностных характеристик;
- выбор рациональных условий и режимов для созревания материала;
- повышение однородности бетонного теста;
- грамотное назначение требований к прочности (именно так достигается экономия бетона при заливке фундамента, монолитов и пр.);
- учет свойств цемента, бетонов, железобетона соразмерно реальным условиям строительства.
Для приготовления рабочего раствора на площадке, будь-то состав бетона М100, М350, М400, рекомендовано производить пробный замес
Свойства легких бетонов
При выборе актуальной марки для проведения строительных работ, стоит обращать внимание на плотность материала, его прочность и склонность к теплопроводности, а также устойчивость к перепадам температур. На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды
Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
На плотность может повлиять наполнитель раствора, количество вяжущего средства и воды. Такие свойства легких бетонов как прочность и теплопроводность являются основополагающими характеристиками при выборе материала. Прочность идентифицируется по классу и давлению, которое способно выдержать готовое изделие, а теплопроводность обратно зависима от плотности.
| Класс бетона по прочности | Ближайшая марка бетона по прочности |
| B3,5 | M50 |
| B5 | M75 |
| B7,5 | M100 |
| B10 | M150 |
| B12,5 | M150 |
| B15 | M200 |
| B20 | M250 |
| B22,5 | M300 |
| B25 | M350 |
| B27,5 | M350 |
| B30 | M400 |
| B35 | M450 |
| B40 | M550 |
| B45 | M600 |
| B50 | M700 |
| B55 | M750 |
| B60 | M800 |
| B65 | M900 |
| B70 | M900 |
| B75 | M1000 |
| B80 | M1000 |
Основные свойства легких бетонов напрямую зависят от объема воздуха, содержащегося в них. Прочность легкого бетона при большом количестве газа будет мала, зато теплопроводность впечатляюща и наоборот. Составы с минимальной плотностью часто применяются в качестве утеплителя. Применение материала средней плотности позволяет сделать выгодное вложение, применив ресурсы, обладающие достаточной выносливостью и теплоизоляцией.
| Строительный материал | Удельная теплоемкость, С, кДж/(кг*°С) | Плотность, у, кг/м3 | Качество теплопроводности, λ, ВТ/(м*°С) |
| Автоклавный газобетон | 1,0 | 500 | 0,14 |
| Керамзитобетон | 0,84 | 800 | 0,35 |
| Железобетон | 0,84 | 2500 | 2,04 |
| Полнотелый глиняный кирпич | 0,88 | 1800 | 0,81 |
| Пустотелый глиняный кирпич | 0,88 | 1000 | 0,44 |
| Полнотелый силикатный кирпич | 0,88 | 1800 | 0,87 |
| Дерево (сосна, ель) | 2,3 | 500 | 0,18 |
| Минеральная вата | 0,84 | 150 | 0,045 |
| Пенополистирол | 1,34 | 35 | 0,028 |
Морозостойкость легкого бетона показывает, какое количество циклов замораживания и оттаивания способен выдержать материал, не претерпевая деформации и повреждений. Этот показатель особенно важен для проведения работ в регионах с переменчивыми погодными условиями. Устойчивость к морозам определяется количеством вяжущего средства и подбор состава легкого бетона на керамзитовом заполнителе в таком случае должен осуществляться с учетом того, что материал станет максимально морозоустойчивым при больших объемах цемента или гипса.
Если вы самостоятельно изготавливаете бетонную смесь для формирования продукции, обращайте внимание на необходимые характеристики и варьируйте объем ингредиентов в соответствии с требуемыми техническими показателями будущего изделия
Крупнопористые
Бетонная смесь крупнопористого бетона, как правило, приготавливается из цемента, воды и крупного заполнителя (гравия или щебня). Цементный камень выполняет соединение отдельных зерен крупного заполнителя по плоскостям их контакта друг с другом. Данный бетон называют беспесчаным.
В некоторых случаях в состав строительной смеси вводится небольшое количество песка. Песок добавляется с таким расчетом, чтобы общий объем песка, цемента и воды был меньше объема пустот гравия или щебня. Такой называют малопесчаным.
Схема конструкциии из ячеистого бетона.
Как мы уже говорили, в качестве крупного заполнителя используется пористый (иногда плотный) щебень или гравий. Расход цемента на кубометр смеси колеблется в достаточно широких пределах – от 70 до 150 кг. Главным преимуществом производства крупнопористой строительной смеси на плотном гравии или щебне является недефицитность, т.е. широкая доступность составляющих. В воздушно-сухом состоянии средняя плотность такого вида составляет 1700-1900 кг/м3.
Коэффициент теплопроводности крупнопористого строительного материала на плотных заполнителях колеблется от 0,6 до 1 Вт/(мхК). Этот бетон является наименее эффективным по своим теплозащитным характеристикам. Самыми высокими теплозащитными характеристиками отличаются крупнопористые строительные материалы на пористых заполнителях. В таком случае коэффициент теплопроводности будет зависеть только от вида используемого заполнителя.
Так как в материале образуются поры, которые сообщаются между собой, то для обеспечения теплозащиты помещений стены строений из крупнопористого бетона подлежат обязательному оштукатуриванию с двух сторон. Марки крупнопористого материала определяются так же, как и марки тяжелого.
Виды легкого бетона
- 1 Виды легкого бетона
- 1.1 Технологии твердения
- 1.2 Заполнители
- 2 Свойства, характеристики, применение
- 2.1 Назначение
- 2.2 Достоинства и недостатки
- 3 Где и как использовать на стройке, примеры изготовления своими руками
- 3.1 Как подобрать рецептуру
- 3.2 Пример утепления чердака полистиролбетоном
- 3.3 Керамзитобетон в частном домостроении
- 3.4 Дома из опилкобетона — арболита
Снижение массы бетона происходит за счет образования пор и использования вместо традиционного гравия, а иногда и песка, легких заполнителей. Иногда поры образуются при использовании различных процессов. В зависимости от способа получения легкие бетоны подразделяют на три группы:
- Ячеистый или поризованный бетон. Получают путем смеси вяжущего, воды, песка (в некоторых марках песка нет) и добавок, образующих пену или способствующих газообразованию. При использовании пены получают пенобетон, при использовании газообразующих добавок — газобетон. Если газобетоне большая часть вяжущего — известь, получают газосиликат. Основное отличие ячеистых материалов — отсутствие крупного заполнителя.
Ячеистые бетоны отличаются мелкими порами и однородной структурой
- Обыкновенный легкий бетон. Получают из смеси вяжущего, крупного и мелкого заполнителя, воды. От обычного бетона отличаются наличием легкого пористого заполнителя вместо щебня. Практически все пустоты между частицами заполнителя оказываются заполнены, воздушных полостей в таком материале немного — не более 6%.
В обыкновенном легком бетоне вместо щебня используют легкие заполнители
- Крупнопористые легкие бетоны. Вместо песка и щебня используют крупный пористый заполнитель, который смешан с разведенным водой вяжущим. Песка нет, потому этот материал еще называют беспесчаным бетоном. Фрагменты заполнителя склеиваются между собой только в тех местах, где соприкасаются, оставляя пустоты незаполненными. Воздушных пустот может быть до 25%.
В крупнозернистом бетоне нет песка и фрагменты заполнителя соединены только в местах соприкосновения
Но в каждой из групп может быть много разновидностей и составов. Используется разный заполнитель и различные вяжущие. Традиционно в качестве вяжущего используются цементы (на портландцементе материалы имеют лучшие прочностные характеристики). Вторым по популярности вяжущим является известь, реже используют гипс. Иногда могут применять смеси вяжущих и использовать жидкое стекло.
Технологии твердения
Есть три технологии изготовления ячеистого бетона:
- Естественное твердение. Залитый в формы состав оставляют не определенное время в опалубке. По истечении определенного времени (зависит от состава и вида) опалубку снимают. По этой технологии материал получается самый дешевый, но его характеристики находятся в самой нижней части допустимого диапазона, а иногда и ниже.
- Обработка в тепло-тепловлажностных камерах при атмосферном давлении. Качественные показатели выше, но и выше затраты и цена.
- Автоклавное твердение. Материал приобретает отличные характеристики, но и дороже стоит из-за дорогостоящего оборудования и расходов на энергоносители (на поддержание температуры и давления в камере).
Завод по изготовлению автоклавного газобетона
Заполнители
По происхождению заполнители для легких бетонов можно разделить на две группы: натуральные (природные) и искусственные. Натуральные получают путем измельчения природных пористых материалов: ракушняка, пемзы, лавы, турфа, известняка и т.п. Лучшие из них — пемза и вулканический турф. У них структура пор закрытая, что снижает количество впитываемой материалом влаги.
Заполнители могут быть разными не только по «происхождению» но и по размеру, а часто еще и по форме
Искусственные заполнители для легкого бетона — это отходы некоторых технологических процессов (шлаки) или специально созданные из природных компонентов материалы (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.) а также некоторые химические заполнители (полистирол).
Классификация бетона
Рассматривая виды бетонов и их классификацию, вы сможете выделить несколько типов этого материала. Среди прочих факторов, которые позволяют подразделить состав на отдельные группы, следует упомянуть усредненную плотность. Одним из вариантов бетона является сверхтяжелый, усредненная плотность которого составляет больше 2450 кг/м3. В процессе производства используются гематит и магнетит. Эти породы являются рудными. Предварительно их измельчают до окалины, стружек или опилок. Материал используется при строительстве атомных электростанций и при необходимости защиты помещений от радиационного излучения.
Еще один вид тяжелого бетона – одноименный материал, плотность которого достигает 2400 кг/м3. Тогда как минимальное значение равно 1700 кг/м3. Этот материал является наиболее распространенным видом смеси, ведь подходит для строительства несущих и подземных конструкций, а также возведения простых стен, фундаментов и перегородок. Основным компонентом раствора выступает щебень из горных пород, среди них:
- гранит;
- диабазит;
- известняк.
Рассматривая виды легкого бетона, следует выделить одноименный состав, плотность которого достигает 1700 кг/м3. Эта смесь может иметь пористые заполнители, которые иногда даже не используются. Заполнители могут быть искусственными или естественными. Структура внутри имеет замкнутые поры. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и используются в частных домах.
Среди видов легкого бетона – сверхлегкий материал, плотность которого не превышает 450 кг/м3. Такие смеси используются в качестве теплоизоляционного ячеистого материала, который обладает большим количеством пор на основе легких пористых заполнителей. Такие конструкции популярны своей высокой теплоизоляцией и могут использоваться не только для утепления полов, стен и потолков, но и в роли целостной конструкции.
Виды бетонов.
В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют:
- по средней плотности;
- по виду вяжущего вещества;
- по назначению.
Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов. По плотности бетоны делят на:
- особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
- тяжелые – 1800…2500;
- легкие -500… 1800;
- особо легкие – менее 500 кг/м3.
Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях – стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).
Тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/ кубетон м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон с плотностью 1800…2000 кг/ кубетонм. получают на щебне из горных пород с плотностью 1600…1900 кг/куб, м.
Легкие бетоны изготовляют 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.
Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные. Цементные бетоны приготовляют 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 шлакопортландцемента (20…25%) и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся: декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).
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.
Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).
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.
Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном строительстве).
В зависимости от области применения различают:
- обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок перекрытий и мостовых конструкций);
- гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений;
- бетон для ограждающих конструкций (легкий);
- бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
- бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты).
Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие:
До затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.
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.
Основные виды легких бетонов
Опытные строители знают, что качественный материал соответствует всем государственным стандартам, при этом согласно ГОСТ 25192 он может обладать разной структурой. В зависимости от этой характеристики бетон может быть:
- Плотным. В составе материала находятся мелкие и крупные частицы, вяжущий компонент и жидкость, которые создают густую консистенцию и полностью заполняют пустоты. Уровень содержания воздуха внутри состава не превышает шести процентов.
- Крупнопористый. Вяжущие компоненты этого бетона способны обволакивать зерна заполнителя, при этом содержание воздуха равно ¼ от общего объема. Для достижения лучшей теплоизоляции стеновые конструкции нужно обработать штукатуркой по обеим сторонам.
- Ячеистый. Отличается низкой плотностью и плохой теплопроводностью. Поры этого бетона напоминают небольшие ячейки в форме сферы, диаметр которых составляет 1−3 миллиметра. Среди преимуществ разновидности выделяют небольшую массу, но превосходную прочность. К тому же материал не нуждается в сложном монтаже и стоит очень дешево, что позволяет называть его наиболее подходящим строительным материалом для возведения стен и проведения кровельных работ.
Основной составляющей бетона является щебень, который нередко разбавляется известняком, доломитом и другими частицами. От типа заполнителя зависит название материала, поэтому современные мастера выделяют:
- Шлакобетон.
- Керамзитобетон.
- Пемзобетон.
- Аглопоритобетон.
- Перлитобетон.
- Азеритобетон.
- Вермикулитобетон.
- Термозитобетон.
И несколько других разновидностей.
Материал может иметь в своем составе как минеральные, так и органические вяжущие компоненты. В первом случае это:
- Цемент.
- Известь.
- Жидкое стекло.
- Известь.
- Смешанные частицы.
Также доступные на рынке марки бетона могут разделяться в зависимости от предназначения. Существуют такие типы:
- Конструкционные. Характеризуются невысокой плотностью, которая составляет 1400−1800 кг/см3, с показателями прочности от М50 и морозостойкостью F 15.
- Конструкционно-теплоизоляционные. Плотность легкого бетона такого типа составляет 500−1400 кг/м3, а прочность — не ниже М35. Чаще всего эта разновидность используется для несущих конструкций.
- Теплоизоляционные. Обладают средней плотностью в воздушно-сухом состоянии. На их основе создаются теплоизоляционные плиты и множество других полезных элементов.
- Жаростойкие. Применяются в экстремальных условиях с аномально высокой окружающей температурой или высоким риском воспламенения.
- Химико-стойкие. Эффективны на заводах и фабриках, где осуществляется работа с химикатами.
Виды бетона и их свойства
Бетоны для фундамента можно изготовить в разных модификациях и, соответственно, с разным набором характеристик. От этого будет зависеть и его срок службы, и эксплуатационные характеристики самого сооружения, которое впоследствии на нем будет возведено. Хотя сегодня и существуют дома, имеющие фундамент без бетона, рассматриваемый вариант более надежен, эффективен и долговечен.
Характеристики бетона
Бетон – это смесь из четырех основных компонентов: цемента, песка, щебня и воды. Также в него могут быть добавлены другие различные ингредиенты для придания ему тех или иных свойств.
В зависимости от количественного и качественного состава, изготавливаемый своими руками бетон на фундамент характеризуется следующим набором свойств:
- Марка, например, М 200. Это главный параметр бетона, отражающий его эксплуатационные свойства по истечении завершения периода застывания, то есть месяца.
- Класс, по правилам СНиП 2.03.01-84 обозначается буквой В и последующей за ней цифрой, обозначающей давление (МПа), которое способен выдержать образец. Пример – В25.
- Удобоукладываемость, по нормативам ГОСТ 7473-2010, выражается в секундах и подразделяется на марки – сверхжесткие, жесткие и подвижные. Чем меньше жесткость, тем легче укладывать бетон с помощью бетононасоса.
- Водонепроницаемость. Обозначается буквой W и цифрой – от 2 до 20. Фундамент из бетона с большим показателем этого параметра, необходим на участке с высоким уровнем грунтовых вод.
- Морозостойкость. Отображается буквой F и цифрой – от 50 до 1000. Характеризуется количеством циклов «заморозки/разморозки», которое способен выдержать бетон.
Наиболее важной характеристикой для того, кто собрался своими руками изготавливать фундаментный бетон, является все же его марка
Таблица марок бетона и их свойств
В большинстве случаев частного строительства, при самостоятельном изготовлении удается получить бетон марок от М100 до М500. Поэтому рассмотрим их характеристики и сферу применения.
| Марка бетона | Свойства и применение |
| М100 |
|
| М150 | Бетон имеет не очень большую прочность, но достаточную для формирования фундамента нетяжелых сооружений жилого или хозяйственного назначения. |
| М200 | Бетон достаточно прочный, но пригодный только для возведения фундамента при одноэтажном строительстве. |
| М300 |
|
| М350 (М400) |
|
| М500 |
|
Таким образом, выбор бетона для фундамента частного дома, с точки зрения экономии и запаса прочности, наиболее часто останавливается на марках от М150 до М400 — в зависимости от типа основания, особенностей грунта и конструкции самого строения.
(‘+c+’ кг цемента, ‘+p+’ тонн песка и ‘+g+’ тонн щебня)
Арматуры ‘+a+’ метр(а)(ов).
Доски для опалубки (толщина 25 мм.) ‘+o+’ м3
