Армированный бетон

Монолитные бетонные и железобетонные конструкции применяются в промышленном и гражданском строительстве для возведения подземных частей и фундаментов зданий и сооружений, стен, плит перекрытий, колонн и прочих элементов.

Требования к конструкциям из бетона и железобетона изложены в СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 «Конструкции монолитные бетонные и железобетонные. Технические требования к производству работ, правила и методы контроля» и СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003».

Чем бетонные конструкции отличаются от железобетонных

Согласно вышеупомянутым нормативным документам, бетонными называются конструкции, выполненные только из бетона, без применения арматуры либо с арматурой, которая не учитывается в расчетах. В таких конструкциях расчетные усилия от всех воздействий воспринимаются только бетоном, а арматура может присутствовать в качестве конструктивного элемента.

Железобетонные конструкции выполняются из бетона, рабочей и конструктивной арматуры. В данном случае расчетные усилия от всех воздействий воспринимаются как бетоном, так и рабочей арматурой. Такие конструкции называются железобетонными или армированными бетонными конструкциями.

Требования к монолитным бетонным и железобетонным конструкциям

Согласно нормативным документам, конструкции всех типов должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы исключить возможность:

1. разрушения отдельных несущих частей конструкций, всего сооружения или здания;
2. деформации строительных конструкций;
3. недопустимой величины повреждения сетей и систем инженерно-технического обеспечения из-за деформации перемещений либо нарушения устойчивости несущих строительных конструкций.

Конструкции зданий и сооружений должны удовлетворять требованиям:

1. по безопасности (то есть, их изначальные характеристики должны быть достаточно надежными для восприятия любых расчетных воздействий в процессе строительства и эксплуатации и удовлетворять требованиям по эксплуатации);
2. по эксплуатационной пригодности (выполнение требования обеспечивается начальными характеристиками конструкции, в которых при любых расчетных воздействиях не происходят образование либо раскрытие трещин, перемещения, колебания и повреждения, затрудняющие их нормальную эксплуатацию);
3. по долговечности (удовлетворение требований обеспечивается начальными характеристиками здания или сооружения, которые при влиянии любых расчетных воздействий обеспечивают удовлетворение требований по безопасности и эксплуатационной пригодности в течение установленного по длительности времени эксплуатации).

К конструкциям могут предъявляться дополнительные требования, например, по теплоизоляции, звукоизоляции, биологической защите и другие, которые указываются в рабочей документации.

Поэтому любое строительство предваряется проведением инженерно-геологических изысканий, анализом опыта возведения аналогичных конструкций в подобных условиях и расчетами по предельным состояниям.

Предельные состояния первой группы приводят сооружение к полной непригодности к эксплуатации. Предельные состояния второй группы затрудняют нормальную эксплуатацию конструкции либо уменьшают ее долговечность по сравнению с предусмотренной.

Все расчеты по предельным состояниям производятся таким образом, чтобы предельные состояние никогда не были достигнуты. Это значит, что все материалы, применяющиеся для изготовления конструкции, должны иметь определенные характеристики, позволяющие им без снижения прочности и долговечности воспринимать все расчетные нагрузки, которые будут воздействовать на конструкцию в процессе строительства и эксплуатации в течение предусмотренного проектом времени.

Изготовления конструкций из армированного бетона

Производство железобетонных конструкций включает опалубочные, арматурные и бетонные работы, которые проводятся в соответствии с указаниями СП 63.13330.2012.

Готовая конструкция должна отвечать требованиям ГОСТ 13015 и требованиям проекта, а любые отклонения должны укладываться в пределы допусков, установленные для конкретной конструкции.

В монолитных бетонных и железобетонных конструкциях при снятии несущей опалубки должна быть обеспечена распалубочная прочность бетона в установленном проектом возрасте.

Основные материалы, которые применяются для изготовления бетонных и железобетонных конструкций — это бетон и арматура.

Бетон

Бетон — это композитный материал, который включает вяжущие, воду, а также крупные и мелкие заполнители.

При смешивании этих материалов образуется раствор или бетонная смесь, которая укладывается в опалубку и застывает с получением очень прочного материала, по своим характеристикам похожего на камень. Расчетной прочности в нормальных условиях, а именно, при температуре воздуха 18–22° С, бетон достигает на 28-е сутки.

Требования к бетонам и растворам изложены в ГОСТ 25192-2012 Межгосударственный стандарт «Бетоны. Классификация и общие технические требования», который распространяется на все виды бетонов, кроме бетонов на битумном вяжущем.

Норматив классифицирует бетоны по нескольким признакам:

1. По основному назначению бетоны подразделяются на конструкционные, теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и специальные.
2. По типу вяжущего бетоны бывают цементными, известковыми, шлаковыми, гипсовыми и специальными (на особых вяжущих, например, магнезиальном либо полимерном).
3. По типу используемого заполнителя бетоны подразделяются на плотные, пористые и специальные.
4. По структуре бетоны бывают плотными, поризованными, крупнопористыми и ячеистыми.
5. По условиям твердения различают бетоны, твердеющие в естественных условиях либо с применением тепловой обработки, а также бетоны автоклавного отверждения, которые твердеют с тепловой обработкой и в условиях давления выше атмосферного.
6. По плотности (обозначается литерой D и числовым показателем, соответствующим плотности бетона в кг/м³), бетоны подразделяют на особо легкие (средняя плотность меньше D800), легкие (средняя плотность D800–D2000), тяжелые (средняя плотность D2000–D2500), особо тяжелые (средняя плотность свыше D2500).
7. По прочности на сжатие различают бетоны средней прочности (класс по прочности на сжатие В50 и ниже) и высокопрочные бетоны (класс по прочности на сжатие — В55 и выше).
8. В зависимости от скорости набора прочности, бетоны подразделяют на быстротвердеющие и медленно твердеющие. У быстротвердеющих отношение прочности на 2-е сутки к прочности на 28-е сутки больше 0,4; у медленно твердеющих — 0,4 либо меньше.

Также бетоны подразделяются на классы по водонепроницаемости (обозначаются буквой W), морозостойкости (F), стойкости к видам коррозии и на марки по истираемости (G).

Для возведения бетонных и железобетонных конструкций, в соответствии с СП 63.13330.2012, применяются конструкционные бетоны:

1. тяжелые (средняя плотность от 2200 до 2500 кг/м³);
2. мелкозернистые (средняя плотность от 1800 до 2200 кг/м³);
3. ячеистые;
4. легкие;
5. напрягающие.

Основными нормируемыми показателями бетонов, которые регламентируются ГОСТ 25192 и ГОСТ 4.212, являются:

1. Класс по прочности на сжатие В. Назначается для всех видов конструкций.
2. Марка по средней плотности D.
3. Класс по водонепроницаемости W. Назначают для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования по водонепроницаемости.
4. Класс по морозостойкости F. Для бетонов конструкций, которые подвергаются попеременному замораживанию и оттаиванию.
5. Марка по самонапряжению. Назначается для самонапряженных конструкций.
6. Класс по прочности на осевое растяжение. Назначается в случаях, когда имеет главенствующее значение.

При необходимости могут устанавливаться дополнительные показатели качества бетона, например, по огнестойкости, коррозионной стойкости, температуростойкости, теплопроводности, биологической защите в соответствии с СП 50.13330 и СП 28.13330.

Требования к бетону, согласно СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, устанавливаются, исходя из необходимости обеспечить:

1. требуемую прочность на сжатие, растяжение при изгибе, осевое растяжение в проектном возрасте;
2. требуемую прочность в промежуточном возрасте (например, распалубочную или критическую прочность).
3. требуемые классы бетона по морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости, если они нормируются в проекте;
4. требуемую долговечность конструкции с учетом индекса среды эксплуатации по ГОСТ 31384.

Для достижения нормируемых показателей качества необходимо правильно подобрать состав бетонной смеси, технологию ее приготовления, технологию производства бетонных работ, обработки бетона после укладки, ухода за свежеуложенным бетоном в зависимости от условий окружающей среды.

Подбор состава бетонной смеси производится так, чтобы обеспечить нормируемый уровень всех установленных к бетону требований.

За основу принимают определяющий для данного вида бетона и назначения данной конструкции показатель, но при этом другие установленные проектом показатели качества также должны обеспечиваться. Затем производят проектирование и подбор состава бетонной смеси по требуемый прочности и другим характеристикам, соблюдая указания ГОСТ 27006 и ГОСТ 26 633.

Состав бетонной смеси должен обеспечивать также требуемые показатели ее качества:

1. сохраняемость;
2. нерасслаиваемость;
3. воздухосодержание;
4. удобоукладываемость и другие.

Транспортирование бетонной смеси осуществляется способами и средствами, которые обеспечивают сохранность ее свойств, исключают расслоение, загрязнение. На строительной площадке ее нельзя разбавлять водой для регулирования консистенции или других параметров.

Укладку и уплотнение бетонной смеси выполняют так, чтобы гарантировать однородность и плотность бетона в конструкции. Порядок бетонирования устанавливается с учетом расположения швов и обеспечения необходимой прочности контакта поверхности бетона и швов бетонирования и общей прочности конструкции, с учетом наличия этих швов.

Во время процесса твердения поддерживается расчетный температурно-влажностный режим, для снижения усадочных явлений применяются специальные защитные мероприятия. Если работы ведутся при пониженных и отрицательных температурах, предусматриваются специальные мероприятия, которые обеспечивают требуемое качество бетона.

Состав и класс бетона

Основной показатель бетона — это его прочность на сжатие, которая обозначается буквой В и числовым показателем, соответствующим давлению в МПа, которое образец выдерживает до разрушения. Чем выше показатель, тем выше класс по прочности бетона на сжатие. Класс бетона выбирается в зависимости от назначения конструкции и условий эксплуатации.

В таблице ниже представлены минимальные классы бетонов в зависимости от индекса среды.

Для железобетонных конструкций, в соответствии с СП 63.13330.2012, применяются бетоны класса по прочности на сжатие не ниже В15; для предварительно напряженных железобетонных конструкций — не ниже В20.

Класс бетона по морозостойкости и по водонепроницаемости назначается в зависимости от режима эксплуатации конструкции, условий окружающей среды и предъявляемых к конструкции требований.

Арматура

Армированный бетон — это бетон, усиленный арматурой.

Армирование бетона необходимо, прежде всего, для равномерного распределения нагрузки по всей конструкции. Арматура принимает на себя растягивающие напряжения и обеспечивает прочность соединения элементов конструкции.

Бетон — материал, хотя и очень твердый, достаточно хрупкий; его прочность при нагрузках на растяжение и изгиб, а также на знакопеременные нагрузки не очень высока. Применение арматуры позволяет ее повысить.

Какие конструкции должны быть армированы

Армирование необходимо для конструкций, которые воспринимают значительные нагрузки:

1. фундаментов;
2. плит перекрытий;
3. колонн;
4. стен;
5. строительных блоков;
6. конструкций сложной формы;
7. плавающих стяжек;
8. стяжек толщиной более 50 мм.

Плюсами армированного бетона, по сравнению с не армированным, являются:

1. более высокая прочность и долговечность конструкций;
2. снижение образования трещин;
3. возможность изготовления конструкций практически любой, даже очень сложной, формы;
4. повышение прочности бетона на растяжение и изгиб.

При использовании армирования фиброй снижается истираемость бетона, повышается его стойкость к раскалывающим и ударным нагрузкам, а при использовании базальтовой фибры — еще и огнестойкость.

Однако армирование имеет и определенные недостатки:

1. Армирование с применением стальной арматуры значительно увеличивает вес конструкции (в среднем, масса каждого кубометра железобетона увеличивается на 150-200 кг).
2. Возрастают финансовые затраты на изготовление конструкции, поскольку необходимо дополнительно включить расходы на приобретение материалов для армирования бетона и оплату труда квалифицированных рабочих, которые будут заниматься армированием.
3. Затрачивается время на арматурные работы.
4. Стальная арматура может подвергаться коррозии и отслаиваться.
5. Стальная арматура несовместима с некоторыми модифицирующими добавками для бетона, например, с солями-ускорителями набора прочности.

Классификация арматуры

Арматура в бетонных изделиях классифицируется по различным признакам.

По назначению в конструкции арматура подразделяется на следующие виды:

1. Рабочая — это арматура которая воспринимает растягивающие усилия в железобетонных конструкциях от собственной массы и от внешних нагрузок.
2. Распределительная арматура служит для равномерного распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры и обеспечения их совместной работы, а также для связи рабочих стержней друг с другом и предотвращения смещения рабочей арматуры при бетонировании.
3. Монтажная — это арматура, которая не воспринимает нагрузок. Она служит для обеспечения точного положения рабочих стержней, арматурных сеток и других элементов в опалубке.

По форме арматура подразделяется на стальные стержни, прокатные профили и проволоку, сетки, плоские и пространственные каркасы, уголки, швеллеры, хомуты.

По материалу арматура бывает стальной и неметаллической (композитной, например, из стеклопластика).

По способу изготовления различают проволочную, стержневую и канатную арматуру.

По принципу работы арматура подразделяется на напрягаемую и ненапрягаемую. При монолитном бетонировании обычно применяется ненапряженная арматура.

По типу профиля арматура может быть круглой гладкой и периодического профиля.

По способу установки — сварной и вязаной.

Виды армирования бетона

Применяются три основных вида армирования, в зависимости от используемой арматуры:

1. монолитное;
2. сетками;
3. дисперсное.

Монолитное армирование

Это армирование металлическими стержнями, которые соединяют в сетку. По ГОСТ 5781-82, арматура подразделяется на классы в зависимости от диаметра сечения, типа профиля, марки применяемой стали и функций:

1. А-I (А240),
2. А-II (А300),
3. А-III (А400),
4. А-IV (А600),
5. А-V (А800),
6. А-VI (А1000).

Арматура класса А-I (А240) имеет гладкий круглый профиль, а остальные классы — периодический.

Арматура поставляется в виде стержней длиной 6–12 м либо в мотках. Стандартные размеры: диаметр стержня от 6 до 80 мм, площадь сечения — 0,283–50,27 см².

В современном строительстве, в основном, используют арматуру периодического профиля, который обеспечивает повышенное сцепление с бетоном и надежную анкеровку. Если используется гладкая арматура, концы стержней для лучшего закрепления в бетоне загибают в виде крюков.

В гражданском строительстве наиболее широкое применение находят арматурные стержни диаметром 12–30 мм, в промышленном — до 40 мм, в гидротехническом — 90–120 мм.

Соединение стержней арматуры в сетку при использовании арматуры диаметром до 32 мм осуществляют различными способами:

1. Вязка. Осуществляется стальной проволокой, имеющий диаметр 0,8-1 мм либо пластиковыми хомутами, с применением специальных крючков или автоматических вязальных пистолетов, которые повышают скорость работы.
2. Сварка. Производится при помощи сварочного аппарата. Стержни сваривают друг с другом в местах пересечения.
3. Соединение нахлесткой. Производится по длине, путем заведения конца одного стержня относительно конца другого, без сварки. Необходимо соблюдать минимальную величину перепуска, которая для арматуры диаметром 32 мм составляет 40 мм для класса арматуры А-I (А240), А-II (А300) и класса бетона В12,5; 50 мм для класса арматуры А-III (А400), А-IV (А600) и класса бетона от В15; 35 мм для класса арматуры А-I (А240), А-II (А300) и класса бетона В15.
4. Цанговое соединение. Выполняется защемлением стержней с помощью соединительных конусных пластин, расположенных внутри консольных втулок.
5. Резьбовое соединением. Арматурные стержни соединяются муфтами заводского изготовления, имеющими внутреннюю резьбу, которая соответствует профилю резьбы на стержнях.
6. Опрессованное соединение. Выполняется без нагрева, путем пластической деформации соединительных стальных муфт при помощи специального оборудования.
7. Комбинированное соединение (опрессованное и резьбовое).
8. Болтовое соединение при помощи муфты и заостренных болтов, которые ее фиксируют на стержнях.

Помимо стальной, может применяться композитная арматура, но замена должна быть согласована, а расчеты — пересмотрены, поскольку они обычно делаются для стальной арматуры.

Армирование сетками и каркасами

В этом случае применяют готовые сетки по ГОСТ 8478 и плоские и пространственные каркасы.

Стальная сетка имеет следующие размеры:

1. диаметр проволоки — 2,5–6 мм;
2. размер ячейки — 50–200 мм.

Если диаметр проволоки не превышает 3 мм, сетки поставляются в рулонах; в противном случае — картами.

Для армирования стяжек толщиной до 80 мм может применяться полипропиленовая сетка — легкая, гибкая, инертная и не подверженная коррозии.

Дисперсное армирование

Дисперсное армирование также называют объемным. Это принципиально новый вид армирования, при котором в качестве замены арматуры используются короткие волокна фибры длиной от 2 мм до нескольких сантиметров.

Фибра может быть изготовлена из различных материалов — стали, стекловолокна, базальта, полипропилена. Ее добавляют в бетонную смесь при замешивании. Волокна распределяются в растворе и обеспечивают армирование всего объема изделия.

Основное воздействие дисперсного армирования — повышение ударной вязкости бетона, а также его прочности на растяжение при изгибе и устойчивости к ударным и раскалывающим нагрузкам.

В некоторых странах уже построены и эксплуатируются экспериментальные здания и сооружения, в которых традиционное армирование замещено дисперсным. Этот опыт оказался успешным, однако строители в России не спешат полностью отказываться от традиционной металлической и композитной арматуры и обычно применяют армирование фиброй совместно с традиционной арматурой либо без арматуры в не ответственных объектах.

Компания CEMMIX производит два вида фибры — полипропиленовую и базальтовую.

Полипропиленовая фибра легкая, имеет большую удельную площадь поверхности (в 1 кг фибры содержится около 1 миллиона волокон). Она устойчива к любым агрессивным средам, не подвержена коррозии.

Применение полипропиленовой фибры CEMMIX в бетонных смесях обеспечивает следующие преимущества:

1. предотвращает расслаивание бетонной смеси;
2. устраняет усадочные явления и трещинообразование;
3. повышает основные характеристики бетона — водостойкость, морозостойкость, прочность на сжатие, на растяжение при изгибе, ударную вязкость;
4. снижает истираемость бетона.

Область применения полипропиленовой фибры CEMMIX — штукатурные растворы, бетонные смеси для изготовления промышленных полов, тротуаров, фундаментов, в конструкциях из армированных и не армированных бетонов.

Расход фибры составляет 0,6–1 кг на 1 м³ бетона.

Базальтовая фибра CEMMIX из базальтового волокна устойчива к химическим соединением, включая кислоты и щелочи, а ее прочность на разрыв выше, чем прочность стали, при этом она в три раза легче, а ее удельная площадь поверхности в 25 раз больше, чем у стальной фибры.

Базальтовая фибра CEMMIX не подвергается коррозии, обеспечивает:

1. повышение ударной прочности бетона в 5 раз, прочности на раскалывание — в 2 раза;
2. увеличение устойчивости к трещинообразованию и истиранию, повышение прочности на растяжение при изгибе — на 300 %;
3. повышение ударной вязкости, долговечности;
4. увеличение водонепроницаемости до 150 %, морозостойкости — на 200 %;
5. повышение огнестойкости.

Базальтовая фибра CEMMIX предназначена для добавления в растворы при производстве ответственных объектов — военных, сейсмостойких, взрывоопасных, радиопрозрачных и транспортных конструкций, площадок, дорожек, промышленных полов, фундаментов, а также в ремонтные и кладочные растворы, растворы для торкетирования.

Расход материала — от 0,6 до 3 кг на 100 кг цемента.

Как правильно армировать бетон

Рекомендации по монтажу арматурных конструкций изложены в СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011. Монтаж производится в соответствии с проектом производства работ и рабочими чертежами, с учетом требований СП 63.13330.2012 и ГОСТ 10922.

Перед началом арматурных работ подготавливают опалубку и места установки арматурных изделий; удаляют мусор, грязь, снег и наледь. Стержни арматуры также должны быть очищены от любых загрязнений, льда, снега, ржавчины и обезжирены.

Порядок установки арматуры увязывается с технологической схемой бетонирования конструкции; установка арматуры должна опережать бетонирование, как минимум, на одну захватку.

Минимальные расстояния между стержнями арматуры, чтобы обеспечить совместную работу арматуры с бетоном и качественную укладку и уплотнение бетонной смеси, должны составлять не менее:

1. наибольшего диаметра стержня;
2. при горизонтальном либо наклонном положении стержней — 25 мм для нижней арматуры в 1–2 ряда;
3. 30 мм — для верхней арматуры;
4. 50 мм — для нижней арматуры, расположенной более чем в 2 ряда.

Наибольшее расстояние между осями стержней продольной арматуры в изгибаемых элементах не должно превышать 400 мм.

Любая продольная арматура у поверхности железобетонной конструкции должна охватываться поперечной арматурой, которая устанавливается с шагом не более 500 мм и не более двойной ширины грани элемента.

При выполнении арматурных работ должна быть обеспечена необходимая толщина защитного слоя бетона.

Защитным называется слой бетона от грани элемента до поверхности арматурного стержня. Защитный слой бетона должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном, анкеровку арматуры в бетоне, возможность устройства стыков элементов арматуры, защиту арматуры от воздействия окружающей среды, в том числе, агрессивных воздействий, огнестойкость конструкции.

Толщина защитного слоя бетона принимается с учетом требований нормативов, а также типа конструкции, вида и диаметра арматуры.

Минимальная толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры указана в таблице ниже.

Для сборных элементов и для конструктивной арматуры эти величины должны быть уменьшены на 5 мм, но принимаются не менее диаметра стержня арматуры и не менее 10 мм.

В конструкциях из легкого и поризованного бетона классов от В7,5 и ниже толщину защитного слоя принимают не менее 20 мм; для наружных стеновых панелей — не менее 25 мм. В однослойных конструкциях из ячеистого бетона во всех случаях толщина защитного слоя бетона составляет не менее 25 мм.

У концов предварительно напряженных элементов толщина защитного слоя составляет не менее трех диаметров и не менее 40 мм для стержневой арматуры либо не менее 20 мм для арматурных канатов.

Анкеровка арматуры

Анкеровкой арматуры, согласно СП 63.13330.2012, называют обеспечение восприятия арматурой действующих усилий. Для этого она должна быть заведена на определенную длину, либо на ее концах должны быть устроены специальные анкерные элементы.

Анкеровка бывает:

1. прямой, в виде прямого окончания стержня;
2. с загибом на конце стержня в виде крюка, отгиба (лапки) или петли (только для ненапрягаемой арматуры);
3. с установкой либо приваркой поперечных стержней (только для ненапрягаемой арматуры);
4. с применением специальных анкерных устройств на концах стержня.

Прямая анкеровка и анкеровка с лапками применяется только для арматуры периодического профиля. Для гладких стержней арматуры выполняют крюки, петли, приваренные поперечные стержни или анкерные устройства.

Модифицирующие добавки для бетонов

ГОСТ 24211-2008 Межгосударственный стандарт «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» определяет добавки как органические и неорганические вещества естественного и искусственного происхождения, которые применяются в качестве модификаторов свойств бетонных и растворных смесей, изготовленных на цементных и иных вяжущих.

Выбор добавок для бетонных смесей производится на стадии проектирования состава бетона с учетом требований ГОСТ 24211 и ГОСТ 30459.

Основные группы, подгруппы и классы добавок перечислены в таблице ниже.

Таким образом, применение добавок в бетонных смесях позволяет получать бетоны, имеющие определенные характеристики либо модифицировать свойства бетонов и растворов.

Пластификаторы

При изготовлении конструкций из армированного бетона возрастает важность удобоукладываемости смеси. Она складывается из двух показателей — подвижности и способности противостоять расслоению.

В таблице указаны классы бетонов по удобоукладываемости. Как видим, смеси бывают сверхжесткими, жесткими и подвижными. Подвижные смеси подразделяются на классы по подвижности от П1 — смесей малой подвижности до П5 — литьевых.

Подвижность бетонной смеси — это ее способность растекаться под действием собственной тяжести и самоуплотняться. Сверхжесткие, жесткие и смеси низкой и средней подвижности (П1–П3) требуют виброобработки после укладки.

Наиболее высокой подвижностью обладают бетонные смеси с большим количеством воды в составе, но чрезмерное количество воды отрицательно влияет на свойства как раствора, так и готового бетона.

Раствор, который содержит слишком много воды, склонен к расслоению и водоотделению, что затрудняет работу с ним. Бетон, полученный из такого раствора, будет обладать меньшей прочностью, чем бетон, в котором соотношение воды и цемента оптимально. Это связано с процессами, которые протекают в бетонной смеси во время ее отверждения.

Цемент, который используется в растворах в качестве вяжущего, является вяжущим водного твердения. При смешивании с водой, его соединения начинают вступать в реакции гидратации с образованием новых соединений, имеющих кристаллическую структуру — бетон твердеет или набирает прочность, превращаясь из тестоподобной массы в твердый материал.

Химические реакции требуют строго определенного количества воды. Соотношение воды к цементу называется водоцементным. В идеале оно должно составлять 0,3. На практике обычно выбирают более высокое в/ц с учетом испарения воды, а также для того, чтобы смесь стала менее густой и жесткой. Но слишком большое количество воды приводит к тому, что излишкам ее не с чем реагировать, они остаются в свободном состоянии, испаряются и делают структуру бетона более рыхлой, менее плотной и прочной. Такой бетон имеет более низкие показатели не только по прочности, но и по водонепроницаемости и морозостойкости, поэтому такой ситуации необходимо избежать.

В строительстве наибольшей популярностью пользуются смеси средней и высокой подвижности П3–П5. Так, например, СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 рекомендует для изготовления массивных армированных конструкций (плит, балок, массивных колонн), сильно армированных конструкций, конструкций, бетонируемых в скользящей опалубке применять смеси класса по подвижности П2–П4, а для бетонных или малоармированных железобетонных конструкций (плит перекрытий, трубопроводов, фундаментов) — П5.

В таблице ниже представлено соотношение основных компонентов для получения бетонной смеси определенного класса по прочности и удобоукладываемости.

Повысить подвижность бетонной смеси без добавления лишней воды можно, применяя пластифицирующие и суперпластифицирующие добавки, которые также могут обладать водоредуцирующим воздействием.

Компания CEMMIX выпускает несколько видов пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок для разных видов бетонных конструкций:

1. Plastix,
2. Cem Base,
3. CemPlast,
4. Cem Stone,
5. CemThermo.

Преимуществами пластификаторов CEMMIX являются:

1. малый расход;
2. жидкая форма добавок, благодаря чему их удобно добавлять в бетонный раствор при смешивании;
3. четкие рекомендации по дозированию;
4. гарантированный эффект;
5. повышение подвижности бетонных смесей на 3–4 ступени (с П1 по П4–П5);
6. предотвращение расслаивания смеси;
7. повышение живучести;
8. снижение усадочных явлений;
9. повышение ранней и расчетной прочности бетона;
10. снижение водопотребности смеси;
11. возможность экономить до 10 % цемента в смеси;
12. повышение плотности, водонепроницаемости, морозостойкости, долговечности бетона;
13. возможность исключить виброобработку.

Важно!

Экономия цемента практически полностью перекрывает расходы на приобретение добавки, а повышение удобства работы с бетоном и характеристик бетонных изделий позволяет утверждать, что эти добавки в процессе эксплуатации изделия многократно себя окупают.

Гидрофобизаторы

Это добавки, которые позволяют получить водонепроницаемый во всем объеме бетон.

Бетон — материал пористый. Поры и капилляры в его структуре невооруженным глазом практически не видны, но они есть, и чем их больше, а также чем больше их диаметр, тем выше способность бетона впитывать влагу при контакте с ней, например, если изделие эксплуатируется в условиях высокой влажности, под открытым небом или в прямом контакте с грунтом. В этих случаях, если бетон не защищен, он будет очень быстро разрушаться, поскольку постоянное воздействие влажности является для него агрессивной средой.

Выбор материалов, которые способны противостоять воздействию агрессивной среды, относится к первичным методам защиты конструкций. Таковым является и добавление гидрофобизаторов в бетонный раствор.

Гидрофобизатор CemAqua имеет также свойства пластификатора. Применение добавки позволяет получать водонепроницаемые бетоны с водо- и грязеотталкивающей поверхностью, имеющие повышенную прочность и долговечность. Предотвращает появление высолов на бетоне, позволяет уменьшать количество цемента в смеси без потери прочности.

Противоморозные добавки

Согласно СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, если бетонирование производится при низких положительных либо отрицательных температурах, необходимо применять специальные меры для обеспечения твердения бетона.

Нормальные условия для набора прочности бетона — высокая влажность и температура воздуха от + 18 до + 22° С. Если бетонирование производится при низких температурах, процессы твердения бетона замедляются, а при температуре ниже + 5° С практически прекращаются. Это отражено в таблице ниже.

При необходимости проводить бетонные работы в условиях низких и отрицательных температур, необходимо применять специальные мероприятия для:

1. предотвращения замерзания бетонной смеси в период транспортирования, укладки и уплотнения;
2. предотвращения замерзания свежеуложенного бетона до достижения им критической прочности;
3. обеспечения благоприятных температурно-влажностных условий для так называемого «теплого бетона»;
4. контроля параметров бетона — температуры бетонной смеси, подвижности, кинетики, прочности.

В зависимости от того, применяются ли обогревающие и прогревающие мероприятия, бетоны подразделяются на «холодные» и «теплые».

«Холодные» бетоны твердеют без применения прогревающих и обогревающих мероприятий. Чтобы обеспечить их твердение, применяют противоморозные добавки, которые позволяют бетону набирать прочность даже при отрицательных температурах.

«Теплые» бетоны твердеют с применением прогревания или обогревания.

Реализуются следующие мероприятия:

1. замешивание бетонной смеси на горячей воде (до 70° С) и прогретых заполнителях;
2. укладка смеси в прогретое основание;
3. укрывание массивных конструкций теплоизолирующими материалами (реакции гидратации, которые протекают в бетоне, являются экзотермическими, то есть, протекают с выделением тепла, и для массивной конструкции его может быть достаточно);
4. устройство тепляков — шатров с установкой внутри тепловых пушек;
5. прогрев электродами.

В процессе реализации всех этих мероприятий обязательно проводится контроль температуры бетонной смеси в толще конструкции, чтобы не допустить температурного градиента.

При ведении теплого бетона также используются противоморозные добавки, которые позволяют без проблем транспортировать смесь даже на дальние расстояния, а также обеспечивают ее более качественное и быстрое твердение.

Компания CEMMIX производит противоморозные добавки CemFrio и HotIce. Их применение в бетонных смесях позволяет вести бетонные работы даже без обогревающих мероприятий при температурах до – 20° С. Противоморозные добавки CemFrio и HotIce совместимы с арматурой, на бетонную смесь также оказывают пластифицирующее воздействие, повышают удобоукладываемость, на 10 % увеличивают расчетную прочность бетона.

Ускорители твердения бетона

Если нужно, чтобы бетонное изделие быстрее набрало прочность, применяют специальные добавки, ускоряющие твердение бетона.

Ускоритель твердения может потребоваться, чтобы сократить сроки строительства либо при зимнем бетонировании, чтобы сократить время применения обогревающих и прогревающих мероприятий, которые требуют использования специального оборудования и расхода электроэнергии.

Выбор ускорителя твердения бетона должен быть обдуманным. Например, некоторые соли-электролиты, которые применяются с этими целями, несовместимы со стальной арматурой, что приводит к ее коррозии.

Для армированного бетона нужен ускоритель твердения, который не оказывает негативного влияния на арматуру.

Таковой, например, является добавка CemFix. Она имеет комплексное воздействие — ускоряющее, пластифицирующее, водоредуцирующее. Повышает подвижность раствора с П1 до П5, позволяет экономить цемент и уменьшает водопотребность смеси. Увеличивает прочность бетона на 10 %. Не вызывает коррозии арматуры и появления высолов на бетоне.

Все добавки CEMMIX совместимы с любыми отечественными цементами, друг с другом и с фиброй. Они очень удобны, легко дозируются, добавляются в растворы непосредственно при замешивании. Повышают все значимые характеристики бетонов и позволяют экономить цемент в составе бетонной смеси, а значит, уже на этапе замешивания раствора практически полностью окупаются. Добавки для бетонных и растворов CEMMIX позволяют повысить качество бетонных работ, увеличить прочность и долговечность бетонных изделий и при этом сэкономить дорогостоящие материалы.

Купить добавки CEMMIX можно во всех крупных строительных сетях, на маркетплейсах, а также оптом.

Мы приглашаем к сотрудничеству региональных дистрибьюторов. Предлагаем гибкий подход, низкие цены, информационную поддержку и возможность хорошо зарабатывать вместе с нами на высококачественных строительных материалах.