Мелкозернистый бетон представляет собой одну из разновидностей бетона. Его структура полностью исключает наличие камней или щебня. Данный материал активно используется при возведении тонких стен, дорог, гидротехнических сооружений и в прочих сферах строительства.
Описание стройматериала
Под мелкозернистым или песчаным бетоном понимают конструкционное строительное сырье на основе цемента, песка мелкой фракции и воды. Материал включается в категорию тяжелых бетонов и готовится аналогичным образом, но отличается от прочих более однородной структурой, меньшей пористостью и увеличенной прочностью. Оптимизация консистенции положительно влияет и на вязкость раствора, и на удобство его укладки.
Структура мелкозернистого бетона
Благодаря отсутствию крупных частиц наполнителя (более 2-2,5 мм) происходит повышение водопотребности цементной смеси, а это вызывает увеличение содержания цемента. Чтобы снизить расходы, в состав вводится только высококачественный песок и усиленный уплотнитель.
Производство
Для получения нужного состава МБ песок просеивают в 3 стадии, а потом смешение в пропорциях, приведенных в таблице:
| Фракция, мм | Содержание, % |
| 5—1,25 | 57—63 |
| 1,25—0,315 | 17—23 |
| 0,315—0,14 | 17—23 |
Смешение сухих компонентов выполняется в соотношении от 1:1,5 до 1:3,5, затем добавляется вода в количестве, определяемом требованием к пластичности смеси. По необходимости разводится и вмешивается пластификатор. Важно понимать, что увеличение фракции крупного заполнителя приведет к потере прочности бетона, а увеличение доли мелкого песка к повышению объемов используемого цемента, но и к достижению максимальных прочностных показателей. Для улучшения качества раствора его уплотняют прессованием, роликовым способом, вибропрессованием или трамбованием.
Особенности мелкозернистого бетона
Отличительными чертами данного стройматериала являются однородность и максимальная плотность, которые положительно влияют на прочность. Последняя в мелкозернистом растворе как минимум на 30% больше, чем у стандартных смесей на основе цемента и песка. Песчаный бетон подвижен, потому легко заливается в самые труднодоступные места, а также пригоден для отливки сложных форм. Для исключения проникновения воздуха в состав материал не подвергают вибрированию, которое может снизить его надежность.
Состав и технические характеристики
Конкретный состав раствора может меняться за счет разных пропорций и введения новых компонентов, но такое утверждение справедливо лишь для домашнего применения. В профессиональном строительстве состав мелкозернистого бетона регламентируется ГОСТ 26633-91, при этом в него входят три основных ингредиента:
- цемент;
- речной очищенный песок фракции менее 2,5 мм;
- вода.
Также допускается замена части песка щебнем фракции менее 5-10 мм и добавление пластификаторов. Кроме прочего, в состав могут вводиться компоненты для увеличения прочности — измельченный шлак, зола. Как правило, количество цемента в мелкозернистом бетоне в 2 раза выше, чем в классическом растворе. Если норма будет меньшей, то после застывания цементный камень не обретет должной прочности. В случае превышения объема цемента бетон будет схватываться быстрее, а это сильно затруднит течение рабочего процесса.
Мелкозернистый бетон обладает следующими техническими характеристиками:
- усиленное сопротивление на изгиб;
- однородная консистенция;
- стойкость к вибрации;
- морозостойкость;
- влагонепроницаемость;
- оптимальная пористость.
Основные свойства
К основным свойствам бетонов относят:
- Прочность.
- Водостойкость.
- Пористость.
- Морозостойкость.
- Теплопроводность.
- Огнеупорность.
Прочность
Ключевым показателем высокого качества бетона является его прочность. Тяжелые разновидности должны справляться с интенсивными нагрузками, поэтому к прочностным свойствам предъявляются высокие требования.
Они должны соблюдаться как на этапе замешивания смеси, так и при решении всех строительных задач. Поскольку бетон считается материалом с неоднородной структурой, колебания в показателях прочности считаются нормальным явлением.
Водостойкость
Бетон считается водостойким материалом, который не теряет свои начальные характеристики при продолжительном пребывании во влажной среде. Показатели водостойкости зависят от соотношения компонентов в составе и изображаются под буквой W. Диапазон значения варьируется от W2 до W20.
Пористость
Даже самые прочные марки бетона обладают маленькими ячейками, которые обуславливают такое свойство, как пористость. Интенсивность пористости определяется типом и объемом наполнителя, а также соотношением воды и цемента. Еще учитывается степень обработки методом вибрации и масса других факторов. Базовое значение варьируется от 6 до 15%.
Морозостойкость
Степень морозостойкости указывает на устойчивость материала к разрушающему воздействию отрицательных температур или нагрузок при оттаивании влаги после затяжной зимы. Под морозостойкостью подразумевается количество циклов заморозки и разморозки. Чем больше таких циклов, тем выше показатель. Доступные в продаже марки обладают значениями от 50 до 300 циклов.
Теплопроводность
Слабым местом бетонов является его теплопроводность. Несмотря на улучшенные прочностные показатели и большой срок службы, материал подвергается сильному промерзанию и не может удерживать тепло внутри себя. По мере увеличения плотности растет теплопроводность.
Огнеупорность
Огнеупорность считается важнейшим свойством материала, которая определяет его устойчивость к воспламенениям. При воздействии температуры до 200ºС прочностные характеристики снижаются на 30%. При повышении температуры до 500ºС происходит деформация конструкции.
Достоинства и недостатки материала
Мелкозернистый бетон обладает множеством преимуществ по сравнению с традиционными составами:
- улучшенные физико-механические характеристики — прочность на изгиб и растяжение, переносимость высоких нагрузок и вибрации, пластичность, хорошая текучесть и проникающая способность;
- возможность придания новых свойств за счет введения присадок (водонепроницаемость, кислотоустойчивость, щелочеустойчивость и т. д.);
- максимально однородная структура раствора;
- пригодность для самых разных строительных и ремонтных работ, в том числе — для заливки изделий сложной формы, большой выбор методов создания бетонных конструкций;
- высокая морозостойкость — в 2 раза больше, чем у традиционных бетонов;
- удобство транспортировки, низкий риск расслаивания;
- высокая плотность готового бетонного камня.
Минусы у мелкозернистого бетона тоже имеются. Среди них стоит отметить твердость после застывания, что усложняет последующую обработку изделий и конструкций. Для создания раствора приходится тратить увеличенное количество цемента. В ходе набора прочности материал дает усадку, что надо учесть еще до выполнения работ.
Виды архитектурного бетона
По составу смеси, свойствам и способу формовки архикамень бывает:
- Геометрический – для создания обычных монолитных конструкций в опалубке, в работе схож со строительством из простого бетона.
- Декоративный – для отделки готовых конструкций, с использованием различных инструментов и технологий.
- Скульптурный – для создания объемных декоративных композиций. Отличается повышенной пластичностью, стойкостью к внешним воздействиям, длительным твердением (чтобы можно было доработать что-то в процессе). Процесс производства скульптур простой: создают каркас, обтягивают сеткой, на нее наносят бетон, после легкого схватывания инструментами и руками создают форму.
По назначению материал бывает белым декоративным (для отделки фасадов, различных внутренних поверхностей) и белым облегченным (для создания изделий и элементов с небольшим весом). Среди современных материалов для декорирования выделяют цветной и , шлифованный и фотобетон, светопрозрачный и текстурированный формлайнерами. Сложные материалы создают лишь в условиях промышленного производства на специальном оборудовании.
Виды, марки и классы материала
На марку мелкозернистого бетона влияет качество применяемых составляющих и пропорции цемента и воды. Чем выше марка (М100-М500), тем качественнее будет бетон. Сферы использования материала также разнятся в зависимости от марки:
- М100 — для проведения ремонтных работ;
- М200 — для ремонта и заливки конструкций, не являющихся несущими;
- М300 — для заливки форм и изделий с частичным армированием;
- М350, М400 — для отливки армированных и несущих конструкций.
Марки мелкозернистого бетона
Кроме того, все виды песчаного бетона можно условно поделить на 2 группы:
- Мелкозернистый бетон. Отличается мелким размером фракции любых минеральных наполнителей (песка, золы и т. д.).
- Мелкозернистый цемент. Включает увеличенное количество цемента, подходит для армированных конструкций.
Еще одна градация бетона отражает его прочность и способность к сжатию. Она измеряется в мегапаскалях (МПа) и обозначается буквой «В» с определенной цифрой (от В3,5 до В80). Прочность материала возрастает при увеличении этой цифры.
Усиленный
С целью создания усиленного бетона предварительно выполняется армирование сеткой, металлическими прутьями. В результате конструкция будет еще более прочной, и ее можно использовать в качестве несущей.
Силикатный
В состав такого мелкозернистого бетона дополнительно вводят 3% жидкого стекла. В результате застывший цементный камень легко переносит нагрев до +1000…+1300 градусов. Без добавления жидкого стекла данный показатель не превышает +300 градусов.
Высокопрочный
Чтобы увеличить прочность раствора, строго соблюдают рекомендованное соотношение основных компонентов (цемента и песка), а также вводят специальные добавки. Обычно это — суперпластификаторы в объеме до 0,2%, например, С-3, поликарбоксилатный суперпластификатор, Melflux 2651 °F. Также для увеличения прочности обычный речной песок меняют на глауконитовый, вводят микрокремнезем и молотый кварц. В результате прочностные характеристики бетона возрастают в 2 раза, водопоглощение снижается в 2-3 раза, поры уменьшаются в 4 раза.
Модифицированный
В модифицированные мелкозернистые бетоны вводят специальные синтетические вещества, которые целенаправленно меняют свойства раствора — гидрофобность, морозостойкость и т. д.
Способы формирования арт-бетона
Архибетон формируют несколькими способами, в зависимости от способа работы, используемых инструментов, принципов воздействия и сферы эксплуатации.
Основные методы формирования архикамня:
1. Набивка (трамбование) – раствор заливают, а потом трамбуют палкой либо прутом (ручная работа). Таким образом создают наиболее сложные, жесткие декорации.
2. Прессование – в основном тонкостенные, морозоустойчивые и прочные, детали создают с использованием пресс-форм и гидравлических прессов.
3. Вибропрессование – давление в ходе вибраций. Работы выполняются с помощью пресс-формы и вибропресса. Таким образом делают тротуарную плитку, брусчатку. Объекты получаются прочными, изготавливаются легко и быстро, процесс обходится сравнительно недорого.
4. Литье – раствор заливают на виброплощадках в формы, возможно использование глубинных вибраторов. Изделия получаются недорогими, но не слишком высокого качества.
5. Тиснение – работы выполняются при помощи матриц, использующихся для получения нужной фактуры основания. Часто технологию применяют при отделке площадок, дорожек на территории, при декорировании вертикальных поверхностей конструкций и зданий.
Области применения бетона
Чаще всего материал используют для отливки армированных конструкций и иных изделий. Поскольку обычный состав с трудом проникает сквозь частые прутья армирования или через ячейки сетки, приходится использовать более текучий, подвижный материал. Не менее хорошо он подходит для заделывания стыков, трещин, дефектов и разного рода деформаций. Вот самые популярные примеры применения материала:
- отливка арок, бордюров, брусчатки;
- заделка швов в монолитном бетоне;
- постройка зданий на песчаных и щебневых карьерах;
- закладка дорожных покрытий;
- производство малых и больших бетонных труб, в том числе для отвода агрессивных стоков;
- заливка элементов гидротехнических сооружений;
- изготовление плит для навесов в сельскохозяйственных строениях;
- создание арочных конструкций для павильонов, бункеров;
- отлив емкостей для хранения разных веществ;
- проведение гидроизоляционных работ.
Где применяется?
Строительный материал применяется при изготовлении дорожных бордюров и тротуарной плитки.
За счет вариативности соотношения компонентов и возможности применения спецнаполнителей мелкозернистый бетон применяется для изготовления:
- бордюров, тротуарной плитки, арок;
- составов для заливки трещин и швов;
- тонкостенных изделий с густым армированием;
- зданий, помещений на щебневых и песчаных почвах;
- дорожных покрытий;
- армоцементных сооружений.
Приготовление мелкозернистого бетона
Заказать готовую смесь можно практически на любом заводе, который производит бетон. Также материал нередко делают самостоятельно, в бытовых условиях. Важно лишь применять составляющие высокого качества, без примесей и грязи, при этом цемент должен быть максимально свежим.
Распределение песка на фракции
Песок в ходе подготовки просеивают через три сита. Вначале его пропускают через сетку с ячейками в 2,5 мм, получая первую фракцию (его нужно около 50-60% от всего объема песка). Следующую порцию сеют через сито с ячейками 1,2 мм, третью — через сито с ячейками 0,135 мм, причем эти фракции песка берут примерно в равных количествах.
Барабанный грохот для песка
Соединение с вяжущим веществом
В качестве вяжущего вещества используют портландцемент марок М400-М500, также можно брать сульфатостойкие и пуццолановые цементы, которые не вызывают коррозии арматуры и металлических крепежных элементов. Для получения высокопрочного бетона пропорции цемента и песка составляют 1:1,5, для более слабого раствора — 1:1,35.
Отмеривание воды
Жидкие добавки и пластификаторы вводят в воду, которая в дальнейшем применяется для разведения цементно-песчаной смеси. Количество воды должно быть таким, чтобы обеспечить бетону оптимальную текучесть при заливке в форму.
Соединение компонентов
Составляющие бетона перемешивают в бетономешалке. При увеличении количества цемента обязательно вводят новую порцию воды. Тем не менее, сильно от рекомендованных норм не отступают, иначе это отрицательно скажется на качестве готовой смеси.
Пневмонабрызг
Данная методика идеально подходит для нанесения мелкозернистого бетона. Она подразумевает разбрызгивание состава при помощи пневмопистолета, в емкость которого вливается раствор. Некоторые установки позволяют перемешивать компоненты и только потом распылять их. Набрызг происходит под действием сжатого воздуха прямо в форму, после чего бетон раскатывают валиком. Качество готовых изделий при применении пневмонабрызга улучшается благодаря вытеснению воды и повышению плотности раствора.
Технология изготовления архитектурного бетона
Вполне реально сделать архитектурный , состав определив заранее в соответствии с требуемыми характеристиками и свойствами. Сначала все компоненты нужно просеять через сито, чтобы избежать комков. Потом смешать наполнитель (кварцевый песок, щебень, другие материалы) и цемент, добавить пигмент и специальные смеси, усиливающие нужные свойства.
Должна получиться однородная сухая масса. В ней делают углубление и заливают его водой. Пропорции материалов зависят от целей производства арт-камня и марки цемента, но объемы для наиболее распространенной марки М-500 указаны выше. Далее могут использоваться различные техники обработки материала.
Способы оформления архитектурного бетона:
Напыление
Этот вариант подходит для обработки вертикальных поверхностей. Для выполнения работ используются кислотный краситель и специальный распылитель. Краску последовательно, слоями, наносят на бетонный раствор, добиваясь нужного оттенка.
Трафаретное окрашивание
Так обрабатывают большие плоские поверхности. Трафареты можно купить в специализированных магазинах уже готовыми или сделать самостоятельно из любого подходящего листового материала. Так часто выполняют различные узоры, кирпичную кладку.
Штамповка
Распространенный метод для обработки вертикальных и горизонтальных плоскостей, с использованием матриц, сделанных из силикона или резины. Штампы покрывают влагостойкими добавками, пигментом, а затем вдавливают в бетон, добиваясь нужного эффекта. После застывания поверхности матрицы удаляют, а на готовый бетон наносят защитные пропитки.
Готовить архитектурный бетон, технология производства которого достаточно проста, нужно лишь при условии точного просчета всех пропорций и составляющих. В таком случае дальнейшая обработка и оформление позволяют добиться идеального результата.
