Разновидности бетонных смесей и их применение: как сэкономить на бетоне

Материал, который, пожалуй, наиболее часто используется в строительных и ремонтных работах — бетон. Это многокомпонентный сложный строительный материал, обладающий специфическими свойствами, которые можно регулировать в процессе его производства.

В процессе строительства бетон используется в больших объемах, поэтому его стоимость и варианты экономии без ущерба качеству могут иметь большое значение, но также важно предусмотреть, какими свойствами обладает бетонная смесь в зависимости от ее состава, чтобы выбрать подходящий вариант для каждого вида работ.

В статье рассмотрим разновидности бетонных смесей и их применение, узнаем, какие компоненты входят в состав бетонной смеси, и можно ли сэкономить на материалах без потери качества.

Что такое бетонная смесь, и из чего она состоит

Бетонной смесью или раствором называют «тесто», которое в процессе отвердевания становится бетоном. Это смесь вяжущего с водой и заполнителями.

Вяжущим в бетонной смеси является цемент.

Цемент

Это вяжущее вещество водного твердения. При перемешивании цемента с водой его компоненты вступают в реакции гидратации, причем одни компоненты включаются в реакции немедленно, другие — позже, поэтому прочность бетона нарастает постепенно, а расчетная прочность формируется на 28-е сутки. В результате реакций гидратации образуются кристаллические соединения, которые и обуславливают прочность готового бетона.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

По типу вяжущего бетоны делятся на следующие виды:

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

Типы цемента. Старая и новая классификация

Насколько прочным получится бетон, зависит от активности цемента.

Важно!

В основе классификации цементов на марки лежит такой параметр, как активность цемента, то есть, предел прочности на сжатие цементных образцов в возрасте 4 недель.

По старой классификации марки цемента обозначались буквой М и числовым показателем, обозначающим, при каком сжатии (в кг/кв. см) образец разрушится например, М100. Сейчас классификация изменилась.

Действующая нормативная документация по определению типов цемента - ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия».

В начале обозначения типа цемента пишется «ЦЕМ», затем римская цифра (от I до V) и через дробь — литера А или В, которая означает подтип цемента в зависимости от количества добавок (А — 6–20%, В — 20–35%).

Затем число, обозначающую максимальную прочность на сжатие в возрасте 28 суток в МПа, которую образец выдерживает без разрушения.

Таблица (приблизительного) соответствия старых и новых обозначений классов и марок бетона

В конце обозначения может стоять литера, обозначающая скорость твердения:

1. Н — нормально твердеющий;
2. Б — быстротвердеющий.

Пример

ЦЕМ I 32.5Б – быстротвердеющий портландцемент прочностью М400 по старой маркировке, без добавок

Активность цемента зависит от следующих факторов:

1. Тонкость помола и гранулометрия. Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (м²/кг), суммарной поверхностью зерен (м²) в 1 кг цемента.
   Чем мельче смолот цемент, тем больше его удельная поверхность (например, у портландцемента обычного заводского помола - 300—350 м2/кг, а при особо тонком помоле — 400—450 м2/кг). Большая удельная поверхность способствует более быстрому вовлечению цемента в реакции гидратации. Тонкие фракции обеспечивают быстрое нарастание прочности, то есть, чем выше их содержание, тем выше ранняя прочность бетона. Высокое содержание в цементе частиц средних фракций способствует высокой прочности бетона в возрасте 28 дней. Крупно смолотый цемент вовлекается в реакции гидратации не полностью, в его структуре остаются зерна непрореагировавшего цемента, что плохо сказывается на прочности бетона.
2. Химический состав клинкера.
3. Минеральные добавки в цементе.
4. Свежесть цемента. Для того, чтобы получить качественный бетон, цемент должен быть свежим. При хранении под влиянием углекислого газа и влаги на поверхности цементных частиц образуется слой новообразований, которые снижают его активность. Особенно быстро он теряет активность в открытой упаковке, например, при хранении в условиях высокой влажности воздуха через 3 месяца прочность бетона снижается на 62% для образцов в возрасте суток и на 23% для образцов в возрасте 4 недель.

Производителями, как правило, с учетом марки цемента указываются следующие сроки хранения:

1. М600 – 3 месяца;
2. М500 – 6 месяцев;
3. М400 – 6 месяцев.

Важно!

Свойства бетона напрямую зависят от марки, типа, помола, свежести цемента.

Методы активации лежалого цемента

Мы выяснили, что в процессе хранения, особенно в открытой упаковке, цемент очень существенно теряет свою активность, а значит, качественного бетона из него не получить. В случае, если этого цемента много, а использовать его на ответственных объектах нельзя, это может стать причиной потери денег.

Поэтому были разработаны способы активации лежалого цемента, позволяющие получать из него качественный бетон:

1. Мокрая активация цемента. При замесе бетона цемент с крупным заполнителем с добавлением лишь части воды замеса прогоняют в бетономешалке в течение 5 минут, за это время крупный заполнитель растирает зерна цемента. Затем добавляют песок и остальную воду и замешивают раствор.
2. Виброактивация цемента. Активность цемента можно повысить на 30–40% при перемешивании и одновременной вибрации цемента с песком перед замешиванием смеси.
3. Добавление в бетонную смесь пластифицирующих добавок, например, CemBase или Plastix, повышает активность цемента и позволяет получать качественный бетон даже из лежалого цемента.

Заполнители

В состав бетонной смеси обязательно вводят крупные и мелкие заполнители, которые структурируют бетон и делают его более прочным.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Важно!

При размере частиц крупного заполнителя менее 5 мм бетонную смесь называют раствором.

К крупным заполнителям относятся щебень и гравий разных фракций. По фракции есть крупный, средний, мелкий щебень. Мелкий материал всегда дороже, на него тратится больше усилий при обработке каменных глыб. Для строительного бетона применяется диапазон зерен 5-70 мм. Фракция – это максимальный размер отдельного зерна. Чем меньше ее номер, тем мельче зерна щебня.

Максимальный размер зерна должен быть меньше 2/3 самого короткого расстояния между стержнями арматуры, а также не больше 1/3 наименьшего размера изделия (например, ширины ленты). Этот материал имеет острые грани, шероховатую поверхность, поэтому хорошо сцепляется с составляющими раствора.

Мелкий заполнитель — это песок природного или искусственного происхождения. В бетоне используют песок средних фракций. Природный песок применяется по ГОСТ 8736, песок из отсевов дробления горных пород по ГОСТ 31424, их смеси, песок из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии по ГОСТ 5578, а также мелкозернистые золошлаковые смеси по ГОСТ 25592. Истинная плотность мелкого заполнителя должна быть в пределах от 2000 до 2800 кг/м включительно.

Важно!

Типы заполнителей регулируются ГОСТ и выбираются в зависимости от типа бетона и условий его эксплуатации, например, для изделий, которые будут эксплуатироваться в агрессивных средах, используют:

1. кварцевый песок класса I или пористый песок;
2. фракционированный щебень, гравий и щебень из гравия марки по дробимости не ниже 800 в качестве крупного заполнителя;
3. щебень марки по дробимости не ниже 600 и водопоглощением не выше 2%.

В качестве заполнителей также может использоваться керамзит (керамзитобетон), перлит (перлитобетон) и другие.

Также в состав бетонной смеси вводят специальные добавки минерального или синтетического происхождения:

1. пластификаторы для повышения подвижности бетона;
2. ускорители твердения;
3. противоморозные добавки;
4. гидрофобизирующие добавки для получения водонепроницаемых и морозостойких бетонов;
5. фибру, которая повышает ударную вязкость, прочность, а также может выступать заменой армированию.

Добавки позволяют получать бетоны с заданными свойствами и облегчают работу с бетонной смесью.

Характеристики бетонных смесей

Основная характеристика бетонной смеси — это ее прочность на сжатие. По этому параметру бетонам присваиваются классы по прочности.

Прочность зависит от многих факторов:

1. марки цемента;
2. количества цемента в смеси;
3. вида и количества заполнителей;
4. водоцементного соотношения смеси;
5. использования добавок;
6. обработки;
7. ухода за бетоном после укладки.

Легкие и тяжелые

ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия», подразделяет бетоны на две группы:

1. тяжелые (плотность от 2000 до 2500 кг/м³ на плотном крупном и мелком заполнителе);
2. мелкозернистые (плотностью от 2000 до 2500 кг/м³ на плотном мелком заполнителе).

Классы по подвижности

Большое значение имеет подвижность бетонной смеси, которая напрямую влияет на ее удобоукладываемость и прочность.

Для протекания реакций гидратации необходимо минимальное водоцементное соотношение 0,3, но н практике используется 0,45–0,55. Но даже в этом случае бетонная смесь получается довольно жесткой и плохо поддается укладке. Требуется виброобработка, чтобы смесь была уложена плотно и ровно.

Смеси по удобоукладываемости делятся сверхжесткие, жесткие и подвижные.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

В свою очередь, подвижные смеси делятся на 5 групп от П1 до П5.

Повысить подвижность смеси можно добавлением воды, но этот способ приводит к снижению прочности бетона. Добавление пластификатора, например, CemBase или Plastix, позволяет повысить подвижность бетонной смеси на 2–3 пункта, благодаря чему можно сэкономить время на виброобработке бетона и получить более плотный и прочный бетон.

Советуем изучить: Пластификаторы для бетона

Морозоустойчивость и водонепроницаемость бетона

Бетон имеет пористую структуру; в нем есть капилляры, по которым может проникать вода. Она относится к агрессивным средам, поскольку постепенно разрушает бетон. Если температура воздуха опускается ниже нуля, эта вода замерзает прямо в порах и капиллярах бетона и, расширяясь, разрывает его структуру.

Чем бетон плотнее, тем он прочнее и, в то же время, меньше намокает. А значит, бетон высокой плотности более морозостойкий и устойчивый к влиянию влаги.

Получить такой бетон можно, используя пластификаторы производства компании Cemmix.

Линейка химических добавок Cemmix включает в себя полный спектр химических добавок, которые обеспечат необходимые требования к производству бетонных работ и к эксплуатационным характеристикам конструкции.

Для повышения воднепроницаемости бетона используют также гидрофобизирующие добавки, например, пластификатор и гидрофобизатор CemAqua.

Для получения высокоподвижных (до П4) бетонных смесей, снижения трудозатрат на обработку и кладку бетона применяют пластификатор Plastix.

Для получения высокоподвижных (до П5) бетонных смесей, снижения трудозатрат на обработку и кладку бетона применяют суперпластификаторы CemPlast и CemBase.

Для заливки теплых полов применяется пластифицирующая и упрочняющая добавка CemThermo, которая повышает подвижность, растекаемость строительной смеси. Смесь приобретает гомогенную и плотную структуру. Процесс выравнивания пола осуществляется легче и поверхность бетона получается гладкой.

Для выполнения кирпичной или каменной кладки и оштукатуривания поверхностей применяют CemStone - комплексная добавка для кладочных и строительных растворов; придает смеси пластичность и улучшает удобоукладываемость. Препятствует расслоению и водоотделению растворной смеси.

Для снижения времени производства работ применяется CemFix - ускоритель твердения - комплексная добавка для бетонных и растворных смесей. Обладает комбинированным ускоряющим и пластифицирующим действием.

Для выполнения работ при отрицательных температурах применяют комплексные добавки для бетонных и растворных смесей CemFrio и HotIce. Которые обладают комбинированным противоморозным, ускоряющим, пластифицирующим действием.

Водонепроницаемость бетонов обозначается буквой W и числовым показателем от 2 до 20. Водостойкие бетоны начинаются с W6.

Класс по морозостойкости зависит от количества циклов «заморозка-оттаивание» и обозначается буквой F и числом:

1. до F50 — низкая морозостойкость;
2. F50–F150 — норма, применяется на всей территории РФ, срок эксплуатации изделий до 100 лет;
3. F150–F300 — повышенная морозостойкость, применяется в условиях сурового климата;
4. F300–F500 — высокая морозостойкость, для условий повышенной влажности и промерзания грунта;
5. F500–F1000 — крайне высокая морозостойкость.

Ударная вязкость, прочность на изгиб

Слабое место бетона — низкая ударная вязкость и прочность на изгиб. Поэтому он относительно легко ломается при изгибающих нагрузках и раскалывается при ударных нагрузках.

Добавление полипропиленовой или базальтовой фибры Cemmix помогает решить эту проблему, повышая ударную вязкость бетона, а также предотвращает появление трещин и может заменить (или дополнить) армирование бетонных конструкций стальной арматурой.

Советуем изучить: Для замены арматуры

Что влияет на стоимость бетонной смеси

Самый дорогой компонент бетонной смеси — цемент, поэтому стоимость бетонной смеси зависит, прежде всего, от стоимости цемента.

Стоимость цемента зависит от его марки (чем выше марка, тем цемент дороже), например, цемент марки ЦЕМ I 42,5 стоит от 400 руб. за 100 кг, если закупать его оптом до 700 руб. за 100 кг, если покупать в розницу, мешками.

Специальные цементы могут стоить дороже, например, стоимость белого цемента в 3–4 раза выше, чем обычного портландцемента.

Также цена зависит от производителя и продавца.

Что касается стоимости бетонной смеси, то на нее влияет, прежде всего, стоимость цемента. В таблице указаны пропорции бетонных смесей из цементов ЦЕМ I 32,5 и ЦЕМ I 42,5 (М400 и М500), из которых видно что, чем выше должна быть прочность бетона, тем больше цемента в смеси. Если смесь заказывается в готовом виде, то имеет значение стоимость, которую устанавливает производитель (продавец).

Пропорции бетона

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Иногда возникает соблазн сэкономить цемент, «разбавив» его посильнее или заказав бетонную смесь классом ниже. Но этого не следует делать, поскольку для каждого типа конструкций предназначены определенные классы бетона:

Сфера применения бетона в зависимости от класса:

1. В7,5 — легкие бетоны, в основном, предназначены для подготовительных работ;
2. В12,5 — для стяжек, дорожек, фундаментов небольших сооружений;
3. В15 — для строительства зданий высотой не более 2 этажей;
4. В20 — для ленточных фундаментов, лестниц, ненагруженных перекрытий;
5. В22,5 — для дорожек, площадок, фундаментов, монолитных стен;
6. В25 — для изготовления железобетонных конструкций, монолитных стен, фундаментов, бассейнов.
7. В30 — для изготовления мостовых конструкций и гидротехнических сооружений;
8. В35 — для строительства дамб, гидротехнических конструкций.
9. В40 — для изготовления изделий и контрукций со специальными требованиями (метро, мосты, хранилища, плотины).

Однако есть способ сэкономить цемент без потери прочности бетона. Это добавки-пластификаторы Cemmix.

Пластификаторы предназначены, прежде всего, для того, чтобы повысить подвижность и удобоукладываемость бетонных смесей, уменьшить количество воздушных пузырьков в ней, повысить ее плотность, прочность и водонепроницаемость, предотвратить растрескивание бетона. Также благодаря добавлению пластификаторов облегчается процесс замеса бетона, увеличивается срок жизни раствора, предотвращается его расслаивание.

Но, помимо этого, пластификаторы позволяют экономить 10–14% цемента без снижения прочности бетона.

Давайте посчитаем, сколько можно сэкономить с пластификатором.

К примеру, нам нужна бетонная смеся популярного класса по прочности В20.

Для изготовления 1 кубометра такой смеси нужно не менее 310 кг цемента ЦЕМ I/II 32,5 (М400).

Стоимость мешка 50 кг такого цемента в рознице составляет примерно 300 руб., то есть на кубометр бетонной смеси нам потребуется, минимум, 6 мешков общей стоимостью 1800 руб. Экономия денег на каждом кубометре цемента составит 250 руб.

Затраты на пластификаторы Cemmix составляют от 0,5–0,7 руб. на каждый килограмм цемента, итого на добавку мы потратим 150–200 руб. Таким образом, экономится 50–100 руб. на каждом кубометре бетона, а в строительных работах этих кубометров используется немало. На большом строительстве экономия может быть очень существенной, при этом бетон будет отменного качества.

Самые популярные бетонные смеси

В частном строительстве наиболее универсальным и широко применяемым является бетон класса по прочности В20 (М250).

Он относится к тяжелым бетонным смесям с плотностью около 2300 кг/м³, классом морозостойкости F200 (повышенная), классом водостойкости W6. Бетон класса В20 может использоваться в следующих случаях:

1. заливка фундаментов одноэтажных или малоэтажных зданий;
2. заливка малонагруженных плит перекрытий;
3. изготовление лестниц;
4. строительство площадок и дорожек;
5. изготовление железобетонных конструкций, опор, трубопроводов;
6. изготовление лент заборов.

В большинстве случаев требуется достаточно высокая подвижность бетонной смеси, а у бетона В20 класс подвижности П3 (требуется виброобработка). Повысить подвижность до П4 и даже П5 можно с помощью пластификатора.

На стоимость бетона влияет множество факторов, и не на все из них мы можем повлиять. Но, благодаря добавкам для бетонных смесей, можно не только получать бетон с заданными характеристиками, но и экономить существенные суммы денег. Купить добавки Cemmix можно оптом от производителя либо в «Леруа Мерлен» и других розничных магазинах.