Разница между легким, тяжелым и особо тяжелым бетоном заключается в их объемной массе и плотности: чем больше плотность, тем тяжелее бетон. Если плотность легких бетонов (пенобетон, газобетон и др.) не превышает 1800 кг/м³, то у тяжелых бетонов (базальтовых, известняковых, гранитных) она достигает 2500 кг/м³, а у особо тяжелых (баритовых, магнетитовых, лимонитовых) плотность превышает показатель 2500 кг/м³.
Производство тяжелого бетона
Жесткие и малоподвижные тяжелые смеси готовят, как правило, в бетонных смесителях принудительного действия (к примеру, турбинных). При формировании изделий для укладки тяжелых бетонов используют интенсивное уплотнение: сильное прессование, двойное вибрирование, вибрирование с пригрузом. В значительной степени облегчают уплотнение тяжелого бетона суперпластификаторы, которые не понижают прочность бетона.
Обычно тяжелые бетоны твердеют быстро, однако нередко выполняют дополнительную тепловую обработку по сокращенному режиму с целью быстрого достижения отпускной прочности бетонных изделий. Без дополнительной тепловой обработки можно обойтись в том случае, если при изготовлении тяжелого бетона использовать быстротвердеющие цементы нового поколения. В этом случае бетон сможет достичь необходимого уровня прочности в естественном режиме при условии, что температура окружающей среды будет не ниже 20 °С.
Свойства и характеристики тяжелого бетона
Главное достоинство тяжелого бетона заключается в его высокой прочности. По прочности на сжатие существуют следующие проектные марки тяжелого бетона: М800, М700, М600, М500, М450, М400, М350, М300, М250, М200, …, — М50. Причем бетонные марки М250-М450 обычно используют только в тех условиях, где целесообразна экономия цемента. Тяжелые бетоны более высоких марок М500-М800 необходимы для железобетонных конструкций, имеющих предварительное напряжение.
При этом нужно учитывать, что тяжелые бетоны на плотных заполнителях дают меньшую ползучесть и усадку, чем легкие пористые бетоны. Следовательно, потери предварительного арматурного напряжения при использовании тяжелых бетонов будут гораздо меньшими. Более того, Сборник советов отмечает, что тяжелый бетон способен защитить стальную арматуру от коррозии, что имеет особо важное значение при строительстве домов, эксплуатируемых в агрессивных условиях.
По прочности на осевое растяжение существуют такие марки тяжелых бетонов: 10, 15, … — 35, 40. Однако для домостроения очень редко требуются высокие показатели сопротивления растяжению, как правило, они необходимы в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.
Тяжелые бетоны хорошо сопротивляются поверхностным износам, что делает их популярным материалом для изготовления полов жилых и промышленных зданий. Также тяжелые бетоны способны защитить человека от действия радиоактивного излучения, ведь недаром их применяют для возведения защитных конструкций атомных реакторов.
Что касается морозостойкости, то можно выделить следующие марки тяжелых бетонов: 500, 400, 300, 200, 150, 100, 75, 50. Морозостойкость зависит от состава бетона, качества исходных материалов и тщательности производства работ. Для повышения водонепроницаемости и морозостойкости бетона рекомендуется использовать сульфатостойкий портландцемент и специальные поверхностно-активные добавки. Основными недостатками тяжелого бетона являются его высокая плотность, большой вес и теплопроводность.
Заполнители для тяжелых бетонов, мелкозернистый бетон
Тяжелые бетоны производят с использованием заполнителей из таких твердых горных пород, как, например, магнетит, барит, гранит. Также в качестве заполнителя можно использовать щебень, имеющий разную насыпную плотность, разновидность которого будет оказывать прямое влияние на качество тяжелого бетона. Самыми прочными являются гравийный и гранитный щебень.
В качестве заполнителя нередко используется известняковый щебень, который имеет более низкие показатели прочности, зато обладает отличной морозостойкостью. В производстве особо тяжелых бетонов применяют железную руду и металлическую стружку.
В тех случаях, когда нет возможности использовать крупный заполнитель, изготавливают цементный мелкозернистый бетон, который целесообразно использовать для возведения тонкостенных, в том числе и армоцементных конструкций. Мелкозернистый тяжелый бетон отличается от обычного тем, что в его состав входит большое содержание цементного камня, в связи с чем он дает несколько большую ползучесть и усадку.
Применение блоков из тяжелого бетона в строительстве
В частном малоэтажном строительстве блоки из тяжелого бетона чаще всего используют для строительства прочного и массивного фундамента, способного нести на себе массу стен и кровли. Как правило, блоки из тяжелого бетона изготавливаются со стальной арматурой, что усиливает их прочностные свойства. Для возведения стен такие блоки применяют редко в силу их массивности и большого веса.
Исключение составляют строительство коттеджей со сборно-разборной опалубочной системой и монолитными стенами – в этом случае стены возводят именно из тяжелого бетона. Для того чтобы утеплить такие фасады, необходимо во время заливки бетона в опалубку поместить утеплитель внутрь стены. Стоимость этой технологии очень высока, значительно выше, чем строительство стен из легкого ячеистого бетона, в связи с чем ее применение экономически оправдано лишь при строительстве нескольких малоэтажных домов одновременно, например, при строительстве коттеджных поселков.