Виды бетона

По плотности  различают:

особо легкие теплоизоляционные бетоны с плотностью в высушенном состоянии менее 500 кг/м3

легкие  бетоны с плотностью 500...1800 кг/м3. Прочность  особо легких бетонов редко бывает более 1,5 МПа, а прочность легкого  бетона может изменяться в значительных пределах - от 2,5 до ЗО МПа и выше. Обычно легкие бетоны подразделяются на: конструктивно-теплоизоляционные  с плотностью 500 -1400 кг/м3 и прочностью 2...10 МПа конструктивные с плотностью 1400...1800 кг/м3 и прочностью 10...30 МПа.

По структуре  различают:

плотные, или обычные, легкие бетоны, в которых  раствор на тяжелом и легком песке  полностью заполняет межзерновые пустоты крупного заполнителя,

поризованные легкие бетоны, в которых не содержится и сохраняются межзерновые пустоты.

В строительстве  используют главным образом легкие бетоны с крупностью пористого заполнителя  до 20...40 мм, однако применяют и мелкозернистые легкие бетоны.

Легкие  бетоны делятся на три вида:

Поризованный легкий бетон

Крупнопористый  легкий бетон 

Ячеистый  бетон

Литой бетон Литой бетон готовят при высоком расходе воды, что требует уделять особое внимание Предупреждению расслаивания бетонной смеси. Для ее предотвращения осуществляют мероприятия, способствующие повышению водоудерживающей способности смеси:

используют  цементы, обладающие достаточной водоудерживающей способностью;

применяют суперпластификаторы, воздухововлекающие или водоудерживающие добавки;

ограничивают  значения В/Ц, чтобы избежать расслоения цементного теста;

увеличивают содержание песка в бетонной смеси, повышая значения коэффициента раздвижки  а. Для приготовления литых бетонов  желательно использовать портландцемент и быстротвердеющий цемент. Такие  цементы вследствие оптимального гранулометрического  состава зерен и высокой точности помола обладают хорошей водоудерживающей способностью при высоких В/Ц. Кроме того быстрое схватывание цементного теста уменьшает возможность его расслаивания, так как Последнее может происходить только до момента затвердевания бетона. В строительстве используют литые бетоны с прочностью R = 20...60 МПа.

Малощебеночной бетон Малощебеночным называют бетон с пониженным содержанием щебня или гравия. При уменьшении содержания щебня в обычном бетоне повышается водопотребность бетонной смеси (так как возрастает удельная поверхность заполнителя), увеличивается воздухововлечение в бетонную смесь и вследствие этого несколько уменьшаются прочность бетона и модуль деформации, возрастают усадка и ползучесть. Соответственно при введении щебня в цементно -песчаный бетон и увеличении его содержания свойства бетона изменяются в противоположном направлении. Меняя содержание щебня в бетоне, можно регулировать его свойства. Малощебеночный бетон используют главным образом тогда, когда для железобетонных конструкций приходится применять дорогостоящий привозной щебень. Оптимальная плотность малощебеночного бетона составляет - 2380 кг/куб, м. Оптимальный состав бетона на один куб : В = 150л, Ц = 280кг, Щ = 700кг, П = 1175кг.

Мелкозернистый бетон Для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций применяют мелкозернистый бетон, не содержащий щебня. Армируя этот бетон стальными ткаными сетками, получают армоцемент - высокопрчный материал для тонкостенных конструкций. Мелкозернистый бетон можно также использовать для изготовления железобетонных Конструкций в районах, где отсутствуют щебень и гравильно - песчаная смесь. Мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для которой характерны большая однородность и мелкозернистость, высокое содержание цементного камня, отсутствие жесткого каменного скелета, повышенные пористость и удельная поверхность твердой фазы. Для мелкозернистого бетона на мелком песке оптимальными оказываются составы 1:1 ... 1:1,5. Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью при изгибе Кизг = 2...20 МПа, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Поэтому его можно использовать для дорожных покрытий в районах, где нет хорошего щебня, для труб и гидротехнических сооружений. Существует два вида мелкозернистого бетона:

1 вид  - мелкозернистый бетон для армоцементных  конструкций: 

2 вид  - мелкозернистый бетон с микронаполнителем (зола, известняковая мука, молотый песок).

Особо тяжелый бетон

Особо тяжелые  бетоны применяют в специальных  сооружениях для защиты от радиоактивных  воздействий. К особо тяжелым  относят бетоны с плотностью более 2500 кг/ куб. м. Для особо тяжелых  бетонов применяют портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглино-земистый расширяющийся цемент. В качестве заполнителей в особо тяжелых бетонах используют материалы с высокой плотностью: магнетит, гематит, барит, металлический скрап. К заполнителям особо тяжелых бетонов предъявляют следующие дополнительные требования: минимальная прочность на сжатие чугунного скрапа - 200МПа, магнетита - 200 МПа, лимонита или гематита - 35 МПа, барита -40 МПа (испытания в цилиндрических образцах диаметром 50 мм, высотой 50 мм); содержание полуторных окислов в барите - не более 1% массы заполнителей, водопоглощение (% по массе) магнетита и барита 1-2, лимонита и гематита 9-10

Полимербетон (пластбетон) - бетон, в котором вяжущее вещество — органический полимер; строительный и конструкционный материал, представляющий собой затвердевшую смесь высокомолекулярного вещества с минеральным заполнителем. В качестве вяжущего в полимербетонах обычно применяют фурановые, полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальдегидные смолы; иногда используют кумароно-инденовые, поливиниловые смолы и некоторые другие полимеры. Заполнителями служат кварцевый песок, гранитный, базальтовый и др. виды щебня, измельченный песчаник и т.д. Технология производства полимербетона не отличается существенно от приготовления обычных цементных бетонов; различие в их стоимости (полимербетоны значительно дороже) определяется главным образом стоимостью вяжущего. Наиболее распространены полимербетоны на основе фурановых смол. Как особую группу полимербетонов можно рассматривать асфальтовые или битумные бетоны, получаемые смешиванием расплавленного асфальта или битумов с инертными минеральными заполнителями. По сравнению с цементными бетонами полимерные бетоны обладают большей прочностью на растяжение, меньшей хрупкостью, лучшей деформируемостью. У них более высокие водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истиранию, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов. Из полимерных бетонов делают полы в промышленных зданиях, гаражах, больницах. Их применяют для получения высококачественных дорожных и аэродромных покрытий, ремонта поврежденных бетонных поверхностей, заделки трещин. Полимерные бетоны с мелким заполнителем используют как гидроизоляционные и защитные покрытия, отделочный и декоративно-облицовочный материалы, мастики. Из полимерных бетонов с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, получают теплоизоляционные плиты. Полимерные бетоны используют также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и моделей различных строительных конструкций. Полимерные бетоны также находит применение в подземных конструкциях и сооружениях: при изготовлении элементов шахтной крепи, канализационных коллекторов и др.

Полимербетоны Полимербетонами называют бетоны, в которых вяжущими служат различные полимерные смолы, а заполнителями - неорганические материалы (песок и щебень). Для экономии смолы и улучшения свойств полимербетонов в них иногда вводят тонкомолотые наполнители. Для ускорения твердения и улучшения свойств применяют отвердители, пластификаторы. Наиболее часто для полимербетонов используют термореактивные смолы: фурановые (ФА), эпоксидные (ЭД-5,ЭД-6) и полиэфирные (ПН-1 и ПН-3; МГ Ф-9 и ТМГ Ф-11). Фурановые смолы обычно получают конденсацией фурфурола и фурфурилового спирта с фенолами и кетонами. В строительстве наибольшее распостранение получил мономер ФА, получаемый при взаимодействии фурфурола и ацетона в щелочной среде. При нормальной температуре это жидкость желтовато-коричневого цвета плотностью 1,082г/куб.см с температурой кипения 160...240 градусов, нерастворимая в воде, но растворимая в эфирах и ацетоне. Мономер ФА отверждают бензосульфокислотами (20...30% массы ФА). Эпоксидные смолы -э то полимерные вещества линейного строения, содержащие эпоксигруппу. Для полимербетонов наиболее пригодны жидкие эпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6. Эпоксидные смолы отверждаются с помощью катализатора ионного типа (10...20% массы смолы). Полиэфирные смолы получают путем поликонденсации двух основных кислот(малеиновой и фталевой) и многоатомных спиртов. В качестве вяжущих для полимербетонов обычно используют ненасыщенные полиэфирные смолы: полиэфирмалеинаты ПН-1 и ПН-3, полиэфирокрмлаты МГФ-9 и ТМГФ-11, которые отверждаются при обычной температуре с помощью специальных катализаторов (перекиси бензоила, циклогексанона, метилэтилкатона). Усредненные характеристики полимербетонов: прочность на сжатие - 20...100МПа; усадка линейная - 0,2...1,5%; мера ползучести - 0,3.,.0,5 кв.см/кг; пористость - 1...2%; стойкость к нагреву - 100...180 градусов по Цельсию: стойкость - к старению 4...6 баллов, к воде - 6...8 баллов, к щелочам - 2...10 баллов, к кислотам - б... 10 баллов.

Полимерцементный бетон Цементный бетон с добавками полимерных материалов называется полимерцементным или цементно-полимерным бетоном. В нём полимер — лишь компонент, улучшающий его свойства. Полимеры в бетонную смесь вводят в виде водных дисперсий (латексов, эмульсий) или растворов. Используют также водорастворимые мономеры, которые полимеризуются уже после введения в бетонную смесь. Содержание полимера в полимерцементном бетоне в зависимости от его назначения колеблется от 1—3 до 15—20% к массе цемента. Чаще всего применяют водные дисперсии поливинилацетата.

Поризованный легкий бетон Для улучшения теплофизических свойств легкого бетона на пористом заполнителе применяют поризацию растворной части бетона или заменяют ее поризованным цементным камнем, т.е. готовят легкий бетон на крупном пористом заполнителе без песка. К поризованным легким бетонам относят бетоны, содержащие более 800 л/м3 легкого крупного заполнителя, у которых объем воздушных пор составляет 5...25%. Поризацию таких бетонов осуществляют либо предварительно приготовленной пеной, либо за счет введения газообразующих или воздухововлекающих добавок. Пеной поризуют только беспечаные смеси, воздухововлекающими добавками - только смеси с песком, газообразующими добавками - смеси с песком и без песка. В зависимости от используемого заполнителя и способа поризации бетоны получают название: керамзитопенобетон, керамзитогазобетон, керамзитобетон с воздухововлекающими добавками. Прочность поризованного бетона может быть 5...10 МПа, а плотность - 700...1400 кг/м3. Прочность и плотность бетона зависят от его структуры. Для поризованного легкого бетона рационально применять цемент М400 и выше, керамзит марок: М50, 75, 100, 150, 200, 250. Оптимальный показатель OK = 5-6 см, оптимальный показатель Ж=30 - 90с. Расход керамзитового щебня или гравия не должен превышать 0,9 м3 на один куб бетона. Расход цемента в керамзитобетоне для неармированных конструкций должен быть не менее 120 кг/м3, для армированных не менее 200 кг/м3.

Предварительно напряженный железобетон В предварительно напряженном железобетоне растягивающие напряжения от нагрузки устраняются путем предварительного создания напряжений сжатия. При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается механическим устройством и заливается бетонной смесью. После схватывания сила предварительного натяжения освобожденной стальной проволоки или троса передается окружающему бетону, так что он оказывается сжатым. Предварительное напряжение железобетона может производиться не только до, но и после схватывания бетонной смеси.

Силикатный бетон Силикатный бетон - бетон, получаемый тепловлажностной обработкой (в автоклавах) смесей, состоящих из известково-кремнезёмистого вяжущего, неорганического заполнителя и воды. В процессе обработки силикатобетонного изделия паром (под давлением 0,9—1,5 Мн/м2 при температуре 174,5—197,4°С) смесь затвердевает (вследствие образования в ней гидросиликатов и других соединений кальция), приобретая прочность на сжатие до 60 Мн/м2, а иногда и более. В качестве вяжущего при изготовлении силикатного бетона используют тонкомолотые смеси воздушной или гидравлической извести с материалами, содержащими кремнезём (такими, как кварцевые пески, вулканические породы, металлургические, электрофосфорные и топливные шлаки, золы, нефелиновый шлам, отходы обогатительных фабрик и т. п.). Заполнителями в силикатный бетон служат природные или искусственные пески (кварцевые, полевошпатовые, вулканические, карбонатные, шлаковые и т. п.), а также более крупные заполнители. По своим свойствам силикатный бетон близок к бетону на портландцементе. Его объёмная масса 1800—2200 кг/м3, морозостойкость 75—200 циклов.

Тяжелый бетон В строительстве наиболее широко используют обычный тяжелый бетон плотностью 1600 -2500 кг/куб. м. на заполнителях из горных пород (граните, известняке, диабазе, щебне). Строительными нормами и правилами, установлены следующие марки тяжелых бетонов - М100, 150, 200,300, 400, 500, 600.

Существуют  различные виды тяжелого бетона:

Бетон для  сборных железобетонных конструкций 

Высокопрочный бетон 

Быстротвердеющий  бетон 

Бетон на мелком песке 

Бетон для  гидротехнических сооружений

Бетон для  дорожных и аэродромных покрытий

Бетон с  тонкомолотыми добавками 

Малощебеночный бетон

Литой бетон 

Бетон с  поверхностно - активными добавками

Фибробетон Поскольку прочность на растяжение обычного бетона значительно меньше, чем на сжатие, разработан фибробетон - бетон с волокнистым заполнителем. При его изготовлении в бетоносмеситель вводится стальное, углеродное, стеклянное, асбестовое, полипропиленовое или бамбуковое волокно. Волокно повышает прочность бетона на растяжение и на изгиб, а также ударную прочность. К специальным бетонам относятся также бетоны, пропитываемые полимером после удаления влаги (с последующим отверждением), получаемые добавлением мономера или полимера в бетоносмеситель, и бетоны с полной заменой цемента полимером. Они применяются для ямочного ремонта и нанесения покрытий.

Цементно-полимерный бетон Цементно-полимерные бетоны - это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водной дисперсии полимеров - продуктов эмульсионной полимеризации различных полимеров: винилацетата, винилхлорида, стирола, латексов или водорастворимых коллоидов: поливинилового и фурилового спиртов, эпоксидных водорастворимых смол, полиамидных и мочевиноформальдегидных смол. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении. Полимеры и материалы на их основе применяют в виде добавок в бетонную смесь, в качестве вяжущего, для пропитки готовых бетонных и железобетонных изделий, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей и в качестве микронаполнителя. Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих: минерального вяжущего и органического вещества. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства: повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, высокую износостойкость, непроницаемость. Наиболее распространенньми добавками полимеров в цементные бетоны являются ПВА, латексы и водорастворимые смолы.

Шлакощелочной бетон Приготовление шлакощелочных бетонов идет так же как и обычного бетона на портланцементе, с той лишь разницей, что затворение бетонной смеси производится не водой, а растворами щелочных компонентов. Уже сейчас изделия из шлакощелочных цементов и бетонов с успехом используются в различных конструкциях, сооружениях промышленного и сельскохозяйственного назначения и других видах строительства. Обследование этих конструктций после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали, что за это время их прочность не уменьшилась, а напротив возросла (в 1,5-2 раза). Все это позволяет считать шлакощелочной цемент высокоэффективными строительным материалом.

Ячеистый бетон Ячеистый бетон - это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1... 1,5 мм. Пористость ячеистым бетонам придается:

механическим  путем, когда тесто, состоящее из вяжущего и воды, часто с добавкой мелкого песка, смешивают с отдельно приготовленной пеной; при твердении  получается пористый материал, называемый пенобетоном;