Заменитель бетона: разновидности, особенности применения, преимущества

Выбор бетона во время строительства — один из самых важных этапов, ведь затраты на него нередко составляют ⅕ часть стоимости постройки. Большое значение играет его изготовление и нанесение. 

Виды бетона

Для наружного строительства применяют следующие виды бетона:

  • железобетон. Получают сочетанием стальных арматур с бетоном. Применяется в любой климатической зоне. Даже в жарких местах с температурой +60, и в холодных с -45 бетон не утратит свою актуальность;
  • перлитобетон. В качестве заполнителя используется перлит. В большинстве случаев применяется для создания бетонных оград;
  • туфобетон. Вулканический туф является основным наполнителем. Из него делают плиты перекрытия и возводят стены;
  • силикатный бетон. Получают из кремния и извести. Иногда добавляют в него кремнезит и кварц. В качестве наполнителя используется песок.

ЖелезобетонИсточник

Выбирать определённый вид нужно исходя из того, где будет использоваться данная смесь.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Руководстве приведены требования к материалам, рекомендации по выбору вида и количества добавок, особенности подбора состава бетона с добавками, рекомендации по приготовлению водных растворов или эмульсий добавок и бетонной смеси, по назначению режима тепловой обработки бетона, указания по контролю за производством работ и качеством бетона, по технике безопасности и охране труда.

Руководство разработано НИИЖБ Госстроя СССР (доктора тех. наук, профессора , , , , , ; кандидаты техн. наук , , , , , , , ) совместно с ВНИПИТеплопроектом Минмонтажспецстроя СССР (канд. техн. наук , инж. ), Ростовским Промстройниипроектом Госстроя СССР (канд. техн. наук , инж. ) и ЦНИИС Минтрансстроя СССР (канд. техн. наук , инж. ) к главам СНиП II-28-73* "Защита строительных конструкций от коррозии" и СНиП III-15-76** "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные".

__________________

* На территории Российской Федерации действуют СНиП , здесь и далее по тексту;     

          

В Руководстве использованы также результаты исследований МАДИ Минвуза СССР (д-р хим. наук ), ГИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук ), МХТИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук ), Донецкого Промстройниипроекта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук , ), НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук , ), ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (инженеры , ), УкрНИИГиМ Минводхоза СССР (кандидаты техн. наук , ), ВГПТИ "Союзоргтехводстрой" Минводхоза СССР (инженеры , ), КТИ Минпромстроя СССР (инженеры , ), институт Гидроспецстрой Минэнерго СССР (инж. ), Красноярского Промстройниипроекта Минтяжстроя СССР (кандидаты техн. наук , ), ВНИИГ Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук , , ), НИС Гидропроекта Минэнерго СССР (канд. техн. наук ), НИИЦемента Минстройматериалов СССР (д-р техн. наук , инж. ), МИИТ МПС (канд. техн. наук ), ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук ), ЛИИЖТ МПС (д-р техн. наук , канд. техн. наук ), НИИСП Госстроя УССР (канд. техн. наук , инж. ), ПТИ "Оргтехстрой" Главсредазирсовхозстроя Минводхоза СССР (канд. техн. наук ), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук ).

Заменитель бетона — что это такое?

Бетонные растворы как готовящиеся по месту из исходных ингредиентов, так и поступающие в продажу в виде сухих строительных смесей на базе цемента — были и остаются на пике востребованности. Все это – благодаря выраженным достоинствам, к которым можно отнести   относительно доступную стоимость, простоту и понятность применения, высокую надежность при условии соблюдения всех технологических требований при подготовке, заливке и в период созревания. Казалось бы, чего еще желать?

Однако, давайте вспомним, что работа с бетоном имеет и немало недостатков:

  • Все составляющие бетона, то есть и цемент, и песок, и щебень (гравий) обладают выраженно высоким удельным весом. Все это требует немалых материальных затрат и физических усилий при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке.
  • Чтобы замесить бетонный раствор, особенно если его требуется большое количество, необходимо специальное оборудование. А при заказе готового – приходится оплачивать работу специальных транспортных средств.
  • Работать с обычным бетонным раствором можно только при положительных температурах. Есть технологии с использованием специальных добавок, но это и усложнение, и удорожание, а часто – еще и определённая потеря качества.

Можно ли работать с бетоном в мороз?

Если откровенно – то этого следует при любой возможности избегать. Но в некоторых регионах иной возможности завершить строительство в срок — просто не найти. Так что приходится использовать технологии зимней заливки бетона, о которых рассказано в специальной публикации нашего портала.

  • Бетон долго застывает, поэтому время строительства порой затягивается на месяцы. Никуда не деться – для качественного созревания с возможностью приложения расчетных нагрузок требуется не менее четырех недель.
  • Что при самостоятельном изготовлении бетона, что при заказе его в готовом виде, неизбежно загрязняется территория вокруг строительного объекта.

Всех этих сложностей можно избежать, если использовать какой-то из существующих ныне заменителей бетона. Это — композитный материал, обычно поступающий в продаже в виде двухкомпонентного состава.

Сегодня на строительном рынке России этот инновационный материал представлен четырьмя вариантами: одним зарубежным — «FAST 2k» (Канада), и тремя отечественными — «HILST», «GPN-100» и «Бетонит».

Для того чтобы разобраться в характеристиках предлагаемых вариантов и выбрать наиболее подходящий для работы, необходимо рассмотреть особенности каждого из них.

Преимущества и недостатки гидрофобизаторов

Специальные присадки, «запирающие» поры в бетоне обладают массой положительных свойств:

  • Увеличивают прочностные характеристики бетона (за счет повышения плотности раствора).
  • Повышают подвижность песчано-цементной смеси. Благодаря этому отпадает необходимость использования пластификаторов.
  • Позволяют значительно продлить срок эксплуатации постройки, сэкономить время и расход строительных ресурсов.
  • Повышают водонепроницаемость бетона до уровня W
  • Увеличивают морозостойкость на 50-100 циклов.
  • Защищают армирующий каркас от образования коррозии.
  • Увеличивают прочность на сжатие на 30%.

Кроме этого, сегодня на рынке встречаются новые гидрофобизирующие добавки, которые не только заполняют все пустоты в бетонном «теле», но и начинают разбухать при повышенном контакте с влагой.

Из минусов водоотталкивающих присадок можно выделить только повышение теплопроводности бетонной конструкции. Дело в том, что обычно тепло лучше сохраняется именно благодаря воздушным пузырькам, находящимся в бетоне. Если гидрофобная добавка вытеснит весь воздух, то теплоизоляционные свойства материала значительно понизятся. Однако, подобные проблемы легко решаются при помощи отелочных материалов.

При выборе гидроизолирующих присадок необходимо обращать внимание на их тип и марку.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор. На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности. Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки. В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки. Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Классификация бетонных пропиток

Пропитки для бетона в зависимости от состава делятся на два вида:

  • органические (полимерные);
  • неорганические (силикатные).

Органические пропитки действуют по следующему принципу: связующий элемент этих жидких составов заполняет поры бетона, наделяя поверхность способностью сопротивляться агрессивным средам и отталкивать воду. Кроме того, пропитки этого вида предотвращают пыление бетона и делают его более прочным.

Неорганические пропитки имеют иной принцип действия. Они не заполняют микропоры бетона, а вступают в реакцию с внешними молекулярными соединениями, которые в итоге растворяются и становятся инертными к прочим реакциям. В результате бетонная поверхность перестает пылить и приобретает такие дополнительные качества, как прочность и водоустойчивость.

Наибольшую распространенность на сегодняшний день получили органические пропитки, которые в свою очередь делятся на:

  • акриловые;
  • полиуретановые;
  • эпоксидные.

Акриловые составы

Пропитки на основе акрила отличаются невысокой ценой, но при этом демонстрируют неплохое качество. Они очень хорошо защищают бетон от воздействия хлоридов и влаги. Кроме того, они обладают высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, сохраняя свой цвет на всем протяжении эксплуатации.

Читайте также:  Выравнивание стен штукатуркой под плитку своими руками

Акриловые пропитки используются для обеспыливания бетонных полов, испытывающих совершенно незначительные нагрузки. При всех своих положительных качествах эти составы не отличаются долговечностью, поэтому их необходимо периодически обновлять (примерно каждые 2-3 года).

Полиуретановые пропитки

Полиуретановые пропитки являются более эффективными, чем акриловые. Они обеспечивают бетонной поверхности одновременно обеспыливание, устойчивость к химическим реагентам, влагонепроницаемость, высокую прочность. Полиуретановыми пропитками можно покрывать бетон, цементные стяжки марки М350, бетонную и метлахскую плитку, кирпич. Они проникают в слой бетона на глубину до 6 мм и могут использоваться как внутри помещений, так и на открытых площадках, но под навесами. Кроме того, применение пропиток данного типа требует наличия под бетонным основанием гидроизолирующего слоя, ограничивающего доступ капиллярной влаги в структуру бетона.

Бетон после нанесения полиуретановой пропитки получает целый ряд дополнительных свойств:

  • прочность бетона увеличивается до М600, независимо от его изначальной марки;
  • износоустойчивость увеличивается в 8-10 раз;
  • в два раза повышается ударопрочность;
  • улучшается водонепроницаемость бетона и устойчивость к агрессивным химическим веществам;
  • полностью исключается пыление бетона;
  • упрощается уход за полом;
  • улучшается внешний вид бетонного покрытия.

Популярности полиуретановых пропиток способствуют такие их свойства, как быстрое и простое нанесение состава, невысокая стоимость оборудования, используемого для этого процесса. По обработанной поверхности можно передвигаться пешком уже через день, а на транспорте – через три дня.

Эпоксидные пропитки

Классификация бетонных пропиток

Пропитки на эпоксидной основе могут быть и бесцветными, и окрашенными. Их чаще применяют внутри помещений, поскольку под действием ультрафиолета они приобретают желтоватую окраску. Эпоксидные пропитки представляют собой двухкомпонентную смесь, обязательными компонентами которой являются отвердитель и эпоксидная смола. В качестве отвердителя применяются фенолы, третичные амины или их аналоги. Пропорции отвердителя и смолы могут быть самыми разными и зависят от области применения пропитки.

По сравнению с другими пропитками эпоксидные составы имеют такие преимущества, как:

  • высокая прочность;
  • высокая сопротивляемость абразивному воздействию;
  • минимальная влагопроницаемость;
  • незначительная степень усадки;
  • применение эпоксидных пропиток позволяет создавать бетонные полы с блестящей поверхностью или с привлекательным внешним видом «мокрого бетона».

Эпоксидные пропитки при нанесении не выделяют такого резкого запаха, как полиуретановые, но по сравнению с ними они обладают меньшей устойчивостью к химическому и механическому воздействию. Эпоксидные пропитки можно использовать на таких объектах, как медицинские учреждения, цеха пищевой промышленности, бассейны, стены подвалов в зданиях, возведенных на участках с высоким уровнем грунтовых вод.

Антикоррозийная добавка

Пресная вода-фильтр, а также вода, содержащая химические реагенты в количестве большем, чем предусмотрено СНиП , способна вызывать коррозию бетона. Выделяют несколько видов коррозии:

  • Растворения гидроксида кальция Са(ОН)2 и других составляющих цементного камня.
  • Вступление гидратных составляющих цементного камня в реакцию обмена солей с последующим вымыванием продуктов реакции.
  • Появление кристаллических труднорастворимых новообразований.
  • Увеличение объема кристаллических образований, приводящее к деструктивным процессам в бетоне (трещины, разрушение).

В первую очередь, для минимизации рисков коррозий, следует выбирать соответствующие заполнители и цемент. Большинство антикоррозийный добавок направлено на связывание, полное или частичное, свободного гидроксида кальция в бетоне. Если его преобразовать в плохо или вовсе нерастворимые водой соединения, то коррозии удастся избежать. Антикоррозийные добавки также направлены на увеличение плотности и водонепроницаемости растворов и бетонов, уменьшение объема пор, общую гидрофобизацию бетона.

Чаще всего антикоррозийные добавки содержат аморфный активный кремнезем (кремнеземистая опоковидная порода, трепел, трепельная опока). Эффективность антикоррозийных мер на основе клинкерных цементов в химически агрессивной среде устанавливается экспериментально. Рациональность использования антикоррозийной добавки определяется по разнице в общей стоимости мероприятий поверхностной защиты конструкций и стоимости обычных составов.

Заполнители — щебень и песок

Состав бетона определяется теми функциями и характеристиками бетона, которые необходимы при его эксплуатации. Наиболее распространенные — песок и щебень. К ним предъявляются не менее жесткие требования, чем к качеству цемента. Иногда используют гальку, но только если она имеет острые грани, а не округлые. При наличии ломанных линий лучше сцепление заполнителя с раствором, в результате прочность бетон имеет значительно выше.

Песок

Строительный песок может быть речным или карьерным. Речной стоит дороже, но он, как правило чище и имеет более однородное строение. Его лучше использовать при составлении бетона для заливки фундамента, стяжки. Для кладки или штукатурки уместно использовать более дешевый карьерный песок.

Читайте также:  LEGO кирпич, остальное — игрушки!

Кроме происхождения, песок различают по фракциям. Для строительных работ используют крупные или средние. Мелкие и пылеватые не подходят. Нормальный размер зерен песка — от 1,5 мм до 5 мм. Но оптимально в растворе он должен быть более однородным, с разницей в величине зерен в 1-2 мм.

Заполнители — щебень и песок

Песок должен быть чистым, лучше с одинаковыми размерами зерен

Важна также чистота песка. В нем точно не должно быть никаких посторонних органических включений — корней, камней, кусков глины и т.п. Нормируется даже содержание пыли. Например, при замесе бетона для фундамента количество загрязнений не должно превышать 5%. Определяется это опытным путем. В полулитровую емкость засыпается 300 мл песка, все заливается водой. Через минуту, когда песчинки осядут вода сливается и заливается снова. Так повторяют до тех пор, пока она не будет прозрачной. После этого определяют, сколько песка осталось. Если разница не более 5%, песок чистый и его можно использовать при замесе бетона для фундамента.

Для тех работ, где наличие глины или извести только плюс — при кладке или штукатурке — особо заботиться о чистоте песка нет необходимости. Органики и камней быть не должно, а наличие глиняной или известковой пыли только сделает раствор более пластичным.

Щебень

Для ответственных конструкция — перекрытий и фундаментов — используется дробленый щебень. Он имеет острые грани, которые лучше сцепляются с раствором, придавая конструкции большую прочность.

Фракции щебня стандартны:

  • особо мелкий 3-10 мм;
  • мелкий 10-12 мм;
  • средний 20-40 мм;
  • крупный 40-70 мм.

    В замесе щебень используют нескольких фракций — от мелкого до крупного

В бетоне используют одновременно несколько разных фракций. Самый крупный фрагмент не должен превышать 1/3 размера самого маленького элемента заливаемой конструкции. Поясним. Если заливается армированный фундамент, то элемент конструкции, который принимается в расчет — армирование. Находите два элемента, расположенных ближе всех. Самый крупный камень не должен быть больше 1/3 этого расстояния. В случае с заливкой отмостки самый маленький размер — толщина бетонного слоя. Щебень выбираете так, чтобы он был не больше трети ее толщины.

Заполнители — щебень и песок

Мелкого щебня должно быть порядка 30%. Остальной объем поделен между средним и крупным в произвольной пропорции. Обращают внимание и на запыленность щебня. Особенно нежелательна известковая пыль. Если ее много, щебень моют, после — сушат, и только после этого засыпают в бетон.

Хранение заполнителей

Понятно, что стройплощадка — не самое чистое и обустроенное место.и песок и щебень часто сгружают прямо на землю. В таком случае при загрузке необходимо следить, чтобы в замес не попадала земля. Даже небольшое ее количество негативно скажется на качестве. Потому желательно насыпать заполнители на твердые площадки.

Также необходимо предохранять их от осадков. В рецептурах бетона количество составляющих дано в расчете на сухие компоненты. Учитывать влажность компонентов учатся с опытом. Если у вас его нет, приходится заботиться о состоянии и укрывать песок и щебень от дождя и росы.

Типы бетонов и сфера их применения

В зависимости от назначения, выделяют следующие виды бетонов:

  1. обычные (применяются широко);
  2. бетоны для покрытий (применяются при строительстве дорог и авиационных полотен);
  3. гидротехнические (для конструкций, которые эксплуатируются в условиях контакта с водой);
  4. бетоны специального назначения (кислотоупорные, жароустойчивые, противостоящие радиации и другие).

По типу вяжущего различают бетоны:

  1. цементные;
  2. гипсовые;
  3. силикатные;
  4. шлакощелочные;
  5. полимерцементные;
  6. специальные.

В соответствии с ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия», бетоны разделяются на тяжелые (плотностью от 2000 до 2500 кг/м3 включительно на плотном крупном и мелком заполнителе) и мелкозернистые (плотностью от 2000 до 2500 кг/м3 включительно на плотном мелком заполнителе).

Обозначение бетонной смеси

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно состоять из:

  • типа бетонной смеси (сокр. обозначение);
  • класса по прочности;
  • марки по удобоукладываемости,
  • при необходимости, марки морозостойкости, марки водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
  • обозначение стандарта.

Например, готовая к применению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСТ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010. В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ (т. н. «семечка»).