Состав бетонной смеси в зависимости от назначения конструкции: компоненты

0
1065

При возведении железобетонных строений, особо опасных объектов, гидротехнических сооружений, а также дорожных и аэродромных покрытий активное участие принимают строительные растворы. В зависимости от эксплуатационных условий может меняться состав бетонной смеси и водоцементное отношение. Внимание в первую очередь акцентируется на поведении конструкции в особых условиях.

На фото представлен готовый раствор.

Для обычных железобетонных сооружений

При строительстве фундаментов, перекрытий, стен и других несущих элементов применяются в основном тяжелые смеси на основе портландцемента. В данном случае первостепенную роль играют прочностные характеристики материала в обычных условиях эксплуатации. Поэтому в процессе приготовления состава практически не используются добавки.

Основные компоненты

Подбор сырья осуществляется с учетом пунктов ГОСТ 26633-91, где имеются технические условия и требования к заполнителям.

Прочность раствора в проектном возрасте обычно характеризуется классами, от номера которого будут зависеть пропорции используемых веществ.

Примерное соотношение для обычных бетонов.

  • В качестве вяжущего компонента чаще всего используется портландцемент или любой другой материал, указанный в документации ГОСТ 10178-85. Вид и марка выбирается в зависимости от области применения готовой конструкции. Для изготовления сборных сооружений, подвергающихся тепловому воздействию, должны использоваться вещества, относящиеся к первым двух группам эффективности при пропаривании.
  • Мелким заполнителем может выступать природный или искусственный песок с крупностью зерен до 5 мм. В первом случае сырье образуется при естественном разрушении скальных пород. В другом – происходит специальное дробление промышленных отходов или минеральных веществ.
  • Крупный заполнитель – гравий из плотных пород или щебень. Средняя плотность зерен должна составлять 2000-2800 кг/м3. Не допускается содержание фракций слабых пород более 10 процентов от общей массы, причем это относится к растворам всех классов.
  • Обязательным компонентом является вода, пригодность которой определяется химическим анализом и тестированием полученных образцов. Жидкость считается пригодной, если после проведения испытаний прочностные характеристики бетона не уступают составу, приготовленному на питьевой воде.

Так выглядит подходящий гравий.

Примечание!
Делая предварительный расчет состава бетонной смеси, необходимо учитывать не только марку цемента, но и характеристики основных заполнителей, к которым относятся: объемный и удельный вес, крупность, а также пустотность.

Наиболее используемые марки

Строительному раствору в обязательном порядке присваивается та либо иная категория прочности, что в итоге обуславливает сферу его применения. Маркированная продукция должна соответствовать всем показателям качества. В нижерасположенной таблице приводятся часто применяемые виды.

Марка Использование Класс
М100 Установка бордюров, подготовительные работы при строительстве. B7,5
М150 Устройство садовых дорожек, стяжек и других легких оснований. B12,5
М200 Создание подпорных стенок и фундаментов для хозяйственных построек. B15
М250 Изготовление малонагруженных перекрытий и оснований. B20
М300 Возведение стен, монолитных фундаментов и опорных балок. B22,5
М350 Строительство многоэтажных зданий, несущих колонн. B30

Компоненты для приготовления растворов М100-М400.

Для массивных гидротехнических объектов

При устройстве железобетонных конструкций такого типа должны соблюдаться условия, изложенные в пунктах СНиП 2.0601-86. В связи с воздействием воды на гидротехнические сооружения к их возведению предъявляются дополнительные требования, касающиеся морозостойкости и водонепроницаемости.

Составляющие смеси

При подборе раствора для объектов, соприкасающихся с водой при разных условиях, следует брать в расчет не только состав, но и соотношение воды, коэффициент расширения фракций крупного заполнителя, условия твердения и некоторые другие факторы.

Грамотный расчет дает возможность получить водонепроницаемую, морозостойкую и самоуплотняющуюся смесь.

Пример массивной гидротехнической конструкции.

  • Основным компонентом, как правило, выступает пуццолановый или сульфатный цемент. Первый из них обладает пониженным тепловыделением, однако он не должен применяться при переменном уровне жидкости. Что касается второго представителя, то его рекомендуется использовать в агрессивных водных средах.
  • В качестве мелкого заполнителя обычно применяется полевошпатовый или кварцевый песок. Эти продукты образуются в результате длительного разрушения изверженных пород. Подробные требования к заполнителям приводятся документацией ГОСТ 4797-69.
  • Крупный заполнитель должен иметь достаточную прочность при активном насыщении водой. В массе допускается содержание пылевидных примесей и глины в количестве 1-2 процента. Что касается величины зерен, то она не должна превышать 120 мм.
  • Активные добавки из пород осадочного и вулканического происхождения позволяют повысить характеристики раствора при нахождении в минерализованных и пресных водах. Вместе с ними используются гидрофобные вещества, снижающие водяную потребность.
  • Растворителем является обычная вода, которая очищена от примесей ила, глины и других твердых частиц.

Образец пуццоланового цемента.

Внимание!
При подборе в обязательном порядке указывается номер номинального состава бетонной смеси, после чего осуществляется корректировка компонентов.
Конечный продукт должен соответствовать условиям эксплуатации.

Показатели морозостойкости

Для гидротехнических сооружений рекомендуется использовать растворы марок в диапазоне М400-М550. При нахождении конструкции в регионах с отрицательными температурами необходимо учитывать показатели морозостойкости. В таблице приводятся основные обозначения и эксплуатационные условия.

Марка Описание
F50-150 Низкая устойчивость к низким показателям термометра. Такие составы должны использоваться только при положительных температурах.
F150-300 Умеренная стойкость к отрицательным температурам. Это обычный показатель для растворов со средними прочностными характеристиками.
F300-500 Повышенная морозостойкость. Подобные смеси способны переносить довольно суровые условия в течение нескольких десятилетий.
F500 и выше Высокий уровень устойчивости к низким температурам. Такими показателями обладают обычно высокие марки бетонных растворов.

Результаты испытаний для легких и тяжелых растворов.

Для конструкций с радиационным излучением

При строительстве атомных станций и специальных лабораторий используются особо тяжелые бетоны, плотность которых превышает 2500 кг/м3. Основное назначение материала в данном случае заключается в защите от гамма-лучей. Цена подобных смесей довольно высока, что объясняется не только высоким содержанием вяжущего вещества.

Демонстрируется объект с радиационной опасностью.

Состав раствора

Особой популярностью в данной сфере пользуются гидратные смеси, содержащие максимальное количество воды в связанном состоянии. Поэтому ниже приводятся компоненты именно для их приготовления.

Благодаря высокой плотности улучшается теплостойкость и снижается усадка.

  • Основополагающим веществом является портландцемент высокой марки или глиноземистый цемент. В отдельных случаях возможно применение гипсглиноземистой расширяющейся продукции.
  • Важную роль при приготовлении особо тяжелого раствора играет крупный заполнитель, в качестве которого часто выступает магнитный железняк, представляющий собой черный оксид железа. Наряду с ним используются: чугунный скрап, барит и гематит.
  • Мелким заполнителем может служить лимонитовый или кварцевый песок, а также свинцовая или чугунная дробь. Что касается двух последних веществ, то они применяются в основном для получения смесей с повышенными защитными характеристиками.
  • Специальные добавки используются для того, чтобы удержать максимальное количество воды в химически устойчивом состоянии, так как ядра водорода в больших количествах способны захватывать излучение и осуществлять его нейтрализацию.
  • Растворяющим веществом является простая вода, которая применяется для остальных смесей.

Так выглядит магнитный железняк (магнетит).

Важно!
К заполнителям, входящим в состав особо тяжелых бетонов, предъявляются определенные требования.
Прочность на сжатие магнетита не должна быть меньше 200 МПа, гематита и лимонита – более 35 МПа, барита – от 40 МПа.

Для дорожных и аэродромных покрытий

Чтобы создать шоссе или посадочную полосу, необходимо правильно подобрать состав асфальтобетонной смеси, которая после затвердевания образует надежное и качественное покрытие. С помощью данного состава иногда устраиваются полы на промышленных объектах. Требования к приготовлению изложены в материалах ГОСТ 9128-2013.

Свежеприготовленный асфальтобетон.

Базовые вещества

На сегодняшний день к проектированию асфальтобетонных составов имеется два подхода. Первый из них подразумевает использование смеси с содержанием непрерывной гранулометрией каменного заполнителя, что позволяет создать высокие механические характеристики.

Во втором случае применяется принцип плотного бетона, поэтому допускается задействовать материалы с окатанной формой частиц.

  • В качестве вяжущих веществ используются чаще всего вязкие нефтяные битумы. Для горячих составов применяются марки БНД 40/60-90/130 и БН 60/90-90/130, для теплых – БНД 130/200 и 200/300, БН 130/200 и 200/300. Для холодных смесей могут использоваться жидкие битумы СГ 70/130, МГО 70/130 и МГ 70/130.
  • В процессе приготовления применяются дробленные, шлаковые и природные пески, играющие роль мелкого заполнителя. Качество данного материала оказывает существенное влияние на характеристики асфальтобетона, поэтому предварительно рекомендуется ознакомиться с требованиями ГОСТ 8736-85.
  • Крупным заполнителем в большинстве случаев выступает щебень из массивных горных пород, гравий или шлак. Базовым показателем качества компонента является прочность при сжатии в цилиндре. Устойчивость к сдвигу зависит от формы зерен.
  • При замешивании также вводятся минеральные порошки, которые образуются путем измельчения доломитов, известняков и других карбонатных горных пород. Могут использоваться измельченные отходы промышленности, но они не должны содержать посторонних примесей.

Технические характеристики некоторых марок битумов.

Справка!
Конечный состав асфальтобетона подбирается по техническому заданию, составленному на базе проекта магистрали.
В нем отражается вид, марка и тип смеси, а также конструктивный слой.

Типы применяемых составов

В зависимости от содержания песка и щебня выделяют несколько типов асфальтобетона, которые обозначаются буквами кириллицы. Далее приводится таблица, распространяющаяся на теплые и горячие смеси. От показателей, приведенных в ней, будет зависеть конечное назначение.

Тип Количественные показатели
А От 50 до 65 % щебня
Б От 35 до 50 % щебня
В От 20 до 35 % щебня
Г Более 33 % в дробленом песке
Д Более 15% в природном песке

Основания для покрытий создаются из эмульсионно-минеральных и пористых асфальтобетонных составов, черного щебня, каменных материалов и грунта. При выборе следует понимать, что материалы, укрепленные неорганическими вяжущими веществами, наиболее эффективны в регионах с мягким климатом.

Укладка асфальтобетона с помощью специальной техники.

В заключение

Ознакомление с представленной выше информацией пойдет на пользу индивидуальным застройщикам, которые возводят различные конструкции своими руками, ведь были рассмотрены различные виды растворов. Что касается пропорций, то существует специальный калькулятор расчета состава бетонной смеси, позволяющий получить наиболее точный результат. Наглядная инструкция по данной теме есть на видео в этой статье.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here