Состав и марка материала

Арматура

Если нужно армировать какую-либо железобетонную конструкцию, как правило, используют стержневую и проволочную арматуру гладкого и периодического профиля и канаты из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Эти конструкции для большей прочности закаляют с прокатного нагрева и подвергают холодной или теплой деформации.

Железобетонные конструкции армируются проволокой, отдельными стержнями, сетками и пространственными каркасами

Бетон

Бетоном называется сложный материал, который получается вследствии формования и твердения определенным образом подобранной бетонной смеси, которая обеспечивает самому бетону все необходимые характеристики: прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.

Как правило, бетонная смесь состоит из следующих ингредиентов: вяжущее вещество, вода, заполнители и специальные добавки. Бетонная смесь должна соответствовать основным характеристикам материала: иметь хорошую удобоукладываемость, соответствующую используемому способу уплотнения, и при транспортировке и укладке сохранять однородность, полученную при изготовлении. В идеальном варианте пропорции по массе бетонной смеси должны составлять 8—15% цемента, 80—85% заполнителей.

Все бетоны обладают различной плотностью и в зависимости от этого подразделяются на следующие группы:

• особо тяжелые бетоны, у которых плотность более 2500 кг/м3. Такие бетоны изготавливаются на основе особо тяжелых заполнителей, например, барита, магнетита, чугунного скрапа и используют в строительстве защитных сооружений специальной конструкции;
• тяжелые бетоны, плотностью 2200—2500 кг/м3. Изготавливаются на основе песка, гравия, щебня из прочных горных пород и используются в строительстве всех несущих конструкций;
• облегченные бетоны, плотность которых 1800— 2200 кг/м3. В основном такие бетоны используются в несущих конструкциях;
• легкие бетоны, плотностью 500—1800 кг/м3. В свою очередь эти бетоны подразделяются на:
• 1 легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;
• 2 ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон), в состав которых входят вяжущая основа, вода, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и преобразователь;
• 3 крупнопористые или беспесчаные бетоны, основанные на плотном или пористом крупном заполнителе без использования мелкого заполнителя;
• особо легкие бетоны, плотностью не более 500 кг/м3. Они, как правило, ячеистые и основаны на пористых заполнителях. Используются обычно для теплоизоляции.

Кирпич

Кирпич производят из легкоплавких глин с добавками или же без них. Полнотелый красный кирпич пластического формования, как правило, используют для возведения фундаментов. В зависимости от параметров кирпич делят на несколько типов:

• кирпич обыкновенный;
• кирпич утолщенный;
• кирпич модульный.

Эти типы кирпичей пластического формования используются при устройстве фундаментов, цоколей, полов, наружных и внутренних стен. Полнотелый кирпич полусухого формования и пустотелый кирпич не пригодны для строительства фундаментов и цоколей ниже уровня гидроизоляции. Обыкновенный кирпич в сухом состоянии обладает плотностью более 1600 кг/м3. Он должен быть нормально обожжен, поскольку плохой обжиг (он придает кирпичу алый цвет) делает кирпич недостаточно прочным, нестойким к влаге и низким температурам. Пережженный кирпич (железняк) имеет плотность, теплопроводность и морозостойкость выше нормы. К тому же пережженый кирпич имеет искаженную форму.

Показатели морозостойкости кирпича — 15, 25, 35 и 50. Такие показатели дают возможность насыщенному влагой кирпичу выдерживать переменное замерзание и оттаивание указанное выше количество циклов. В современном строительстве кирпич является одним из главных строительных материалов, используемых при устройстве фундаментов.

Песок

Песок является рыхлой смесью частиц различных минералов, который входили в состав вулканических, реже осадочных пород: кварца, слюды, полевого шпата, кальцита и др. Размер частиц песка — от 0,16 до 5 мм. На качество песка, который идет на приготовление бетона, в первую очередь оказывают влияние минеральный, зерновой состав и наличие в нем вредных примесей. Некоторые примеси, такие как, например, органика, понижают плотность бетона и даже разрушают цемент.

По местам добычи и соответствующим характеристикам песок может быть речной, озерный, горный и овражный. Следует учитывать, что овражный и горный пески засорены глинистыми примесями, а озерный — илом. Грязный песок необходимо промыть. Содержание нежелательных примесей не должно превышать 5%.

Чистый песок называют тяжелым, а при добавлении в него пемзы, шлака — легким. Песок используется как мелкий заполнитель для бетона. При приобретении песка обязательно требуйте сертификат о содержании в нем радионуклидов.

Цемент

Портландцемент. Портландцемент представляет собой вяжущее вещество, регулирующее сроки схватывания цемента. Изготавливается он путем тонкого измельчения клинкера и с добавлением гипса (3—5%). Клинкер же в свою очередь готовится из известняка с высоким содержанием углекислого кальция (мел, плотный известняк и пр.) и глинистых пород (глины, глинистые сланцы). На 1 т цемента приходится примерно около 1,5 т минерального сырья. Примерное соотношение между карбонатной и глинистой составляющими сырьевой смеси 3:1 (около 75% известняка и 25% глины). Определяется портландцемент по следующим характеристикам:

• минеральный состав;
• вещественный состав;
• тонкость помола;
• сроки схватывания;
• нормальная густота;
• марка по прочности и др.

Вещественный состав цемента должен быть обязательно указан в паспорте на материал. Он выражает содержание в цементе (в процентах по массе) главных фобизирующих добавок (допустимое значение не более 0,3% от массы цемента). Плотность портландцемента (без минеральных добавок) — 3,05—3,15. На насыпную плотность влияет уплотнение. Насыпная плотность рыхлого цемента составляет 1100 кг/м3, у сильно уплотненного — до 1600 кг/м3, средний же показатель — 1,300 кг/м3.

Водопотребность цемента определяется количеством воды (в процентах от массы цемента), которое необходимо для получения теста нормальной густоты. Для портландцемента этот показатель составляет 22—28%. При смешивании его с минеральными добавками, которые имеют осадочное происхождение (опока, трепел, диатомит) водопотребность цемента увеличивается и может доходить до 32—37%.

Портландцемент подразделяется на марки: 400, 500, 550, 600. В целях соответствия европейским стандартам цемент делится на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа. Цемент содержат раздельно по видам и маркам. Нельзя смешивать разные цементы.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Представляет собой смесь с минеральными добавками, которые придают смеси повышенную прочность, достигающую более половины марочной прочности цемента через трое суток твердения. Помол БТЦ производится более тонко до удельной поверхности 3500—4000 см2/г (для обычного портландцемента — 2800—3000 см2/г), что позволяет ускорить процесс твердения цемента. БТЦ производят М400 и М500 с нормативными показателями прочности.

Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент (ОБТЦ). Производится марка М600, тонкость помола — около 4000 см2/г, в возрасте одних суток имеет предел прочности 20—25 МПа, а через трое суток — 40 МПа. Такой цемент используется при производстве сборных железобетонных конструкций, а также при бетонных работах в низких температурах (зимой). ОБТЦ не следует использовать при строительстве массивных конструкций, поскольку он обладает повышенным тепловыделением.

Белый портландцемент. Клинкер белого цемента производят из известняков и белых глин, в которых практически не содержится оксидов железа и марганца, придающих обычному портландцементу зеленовато-серый цвет. Выпускаются марки М400 и М500.

Цветные декоративные портландцементы. Такие портландцементы производятся путем примешивания к белому цементу щелочестойких пигментов (например, охры).

Напрягающий цемент. В состав этого вида цемента входят: портландцемент (65—75%), глиноземистый цемент (13—20%), гипс (6—10%). При контакте с водой сначала застывает, становится прочнее, после чего как твердое тело расширяется, напрягая тем самым железобетон. Вследствие этого бетон приобретает повышенную морозостойкость (до 1500 циклов замораживания и оттаивания, что на 25—30% больше, чем у обычного бетона), повышенную прочность на сжатие, растяжение и самонапряжение, высокую водонепроницаемость (даже при давлении в 20 атмосфер не наступает фильтрация), низкую газопроницаемость (в 40 раз меньше, чем в бетоне на портландцементе), повышенную стойкость к неблагоприятным воздействиям, высокое сцепление со старым бетоном (в 1,5—2 раза выше, чем у простого бетона). К тому нее бетон, в состав которого добавлен напрягающий цемент, в 3—6 раз более долговечен, чем простой бетон, благодаря своей мелкозернистой структуре с замкнутыми порами. Также напрягающий цемент весьма экономичен; его расход на 10% ниже, чем у портландцемента (при одинаковой прочности). В применении напрягающий цемент очень прост и не требует дополнительной гидроизоляции.

Напрягающий цемент используется в индивидуальном строительстве при строительстве фундаментов, подвалов, гаражей, постройке бассейнов, безрулонных плоских крыш. Самонапряженный железобетон находит применение при устройстве напорных труб, монолитных и сборных резервуаров для воды, подземных и спортивных сооружений. Является экологически чистым материалом.

Щебень

Щебень представляет собой куски камня размером 5—70 мм, получаемые путем дробления бутового камня. В процессе бетонирования особо крупных конструкций возможно использование щебня размером до 150 мм. Составляющие щебня имеют угловатую форму, хотя желательно, чтобы по форме они напоминали куб. От гравия щебень отличается тем, что имеет более шероховатую поверхность, что повышает сцепление с цементным камнем. Именно поэтому для бетона повышенной прочности используют не гравий, а щебень. Высокая морозостойкость щебня обеспечивает получение проектной марки бетона по морозостойкости. Для щебня существуют марки по морозостойкости — от 15 до 300 (марка означает количество циклов переменного замораживания и оттаивания).

При использовании щебня необходимо проверять его на содержание естественных радионуклидов.