Применение бетона марки М1000 (В80)

Бетон М1000 (класса В80) – материал одной из самых высоких марок. Он считается сверхпрочным, относится к узкоспецифическим видам. Его невозможно встретить на обычной стройплощадке или заказать у любого поставщика, ведь для его производства и укладки нужно особое оборудование.

В этой статье мы расскажем, что такое бетон класса В80 и какие у него есть особенности. Вы узнаете, благодаря чему достигается такая колоссальная прочность материала, где он может использоваться и в каких работах наиболее востребован. А в заключительном разделе мы несколько слов скажем о том, какие достоинства и недостатки есть у этого материала.

Что такое бетон марки М1000 (В80)

Высокомарочный бетон М1000, по ГОСТ 25192-2012, относится к высокопрочным. У него отличные технические и качественные характеристики.

Взгляните на них сами:

• Прочность на сжатие – 945-1000 кг/см2
• Плотность – около 2500 кг/м3
• Морозостойкость – F400
• Водонепроницаемость – W18-W20
• Жесткость – Ж3
• Удобоукладываемость (подвижность) – П4-П5

Таким образом, бетон М1000 обладает колоссальной прочностью и морозостойкостью, не боится частых и резких температурных колебаний, сильных морозов, истирающих нагрузок и воды. Также он устойчив к воздействию различных агрессивных сред. Поэтому его часто используют при возведении объектов особого назначения в сейсмически нестабильных районах с суровым климатом.

Марка бетона М1000 соответствует классу по прочности В80. Подробно о том, как соотносятся два этих понятия и чем они отличаются друг от друга, читайте в нашей статье Классы и марки бетона. В рамках же этой статьи мы не будем подробно останавливаться на этом вопросе. Отметим лишь, что сейчас понятие «марка» почти не используется в документации и государственных стандартах (она остается разве что в обиходе некоторых строителей и самостройщиков). Его заменили «классы». Но мы будем применять в тексте оба понятия.

Высокие показатели бетона М1000 достигаются благодаря тщательному подбору компонентов.

Так, в его состав входят:

• Вяжущее вещество
  Бетон М1000 готовят на цементе. При этом марка у него должна быть не ниже М600 (в идеале – от М800). Это обязательное условие. Если же для приготовления бетона использовать цемент более низких марок (например, М500), то невозможно будет получить для него высокие технические характеристики.
  Цемент марки М800 и выше считается высокопрочным и огнеупорным; он имеет повышенный показатель сульфатостойкости. Его получают в результате тончайшего измельчения портландцементного клинкера и гипсового камня. А еще этот цемент относится к быстротвердеющим разновидностям: у него ускоренный период затвердевания и гидратации. Процесс схватывания начинается незамедлительно после вступления в реакцию с водой, а марочная прочность бетона на основе этого цемента достигается уже через сутки.
  Что касается недостатков этого материала, то он стоит очень дорого. К тому же, его очень сложно хранить, соблюдая все условия. А ведь для бетона М1000 нужно использовать недавно произведенный цемент, не слежавшийся и не имеющий в своем составе комков. Поэтому такой цемент почти всегда изготавливают только по спецзаказу и в определенном объеме. Вот почему его не бывает в свободной продаже.
  Также в бетон М1000 добавляют микрокремнезем, который замечательно сцепляется с цементом.
• Затворитель
  Если говорить простыми словами, то это вода. Она должна быть дистиллированной, без посторонних запахов, нормальной кислотности. Она должна быть чистейшей, не содержать своем составе солей и каких-либо примесей. Поэтому ее несколько раз фильтруют, чтобы исключить нахождение в ней различных взвесей и частиц.
• Крупный заполнитель
  При производстве высокопрочного бетона используется высококачественный щебень с отличными техническими и прочностными характеристиками. Такие параметры бывают только у щебенки из магматических горных пород (гранита, базальта, габбро, пироксенита, горнблендита и прочих). У них высокая прочность, отличные морозостойкость, водонепроницаемость и истираемость.
  Что касается размеров зерен щебня, то при производстве бетона могут применяться следующие фракции: 5-10, 5-20, 10-15, 10-20 и 15-20. Щебень более крупных фракций при замешивании бетона не используется.
  Для создания более прочного материала рекомендуют использовать сразу несколько фракций (например, смесь 5-10 и 10-20). В этом случае мелкие камни «заклинят» более крупные, заполнят собой пустоты и создадут прочный каменный монолит.
  Также иногда в качестве крупного заполнителя используют лимонит (бурый железняк), барит (сульфат бария), магнетит, чугунный скрап или гематит (красный железняк). Эти материалы обладают высокой плотностью и прочностью, а также устойчивостью к огню и кислотам. В итоге получается особо тяжелый бетон со своими специфическими сферами использованиями.
• Мелкий заполнитель
  Для бетона марки М1000 в качестве мелкого заполнителя обычно берут чистый речной песок средней крупности, очищенный и дополнительно промытый от посторонних включений, пыли, глины, ила, мусора и прочих инородных примесей. Его состав также проверяют на содержание различных минералов, способных вступить в ненужные химические реакции с цементом или пластификаторами.
  Кроме того, в роли мелкого заполнителя бетонной смеси хорошо себя проявит гранитный отсев (он же песок из отсевов дробления). Благодаря тому, что его получают в результате дробления горной породы, отсев способен обеспечить бетону большую прочность, чем песок.
• Фибра
  Бетон класса В80 часто используют в качестве альтернативы металлоконструкциям. Вот почему в его состав добавляют стальную фибру – тонкие металлические проволоки или ленты. Ее, по сути, можно назвать миниатюрной арматурой. Она в 6 раз повышает модуль упругости бетона и обеспечивает ему высокую прочность на растяжение. К тому же, стальная фибра не комкуется при замесе, поэтому с ней удобно работать.
  Подробно об этом компоненте читайте в нашей статье Фибра для бетон. Там мы рассказали о разных ее видах и способах выбора. Возможно, вам также будет интересно ознакомиться с нашей статьей, которая называется Фибробетон (дисперсно-армированный бетон). Там мы описали достоинства и недостатки этого материала, технологию его производства, технические характеристики и области использования.
• Добавки и пластификаторы
  Они обязательно должны быть использованы при замешивании бетона такой высокой марки, так как без их применения невозможно достичь столь колоссальных технических характеристик.
  Пластификаторы и суперпластификаторы повышают качественные характеристики бетонной смеси (например, они улучшают подвижность смеси, водонепроницаемость и коррозийную стойкость материала, его жаростойкость и огнеупорность, уменьшают пористость). А для предотвращения чрезмерного тепловыделения и нивелирования большой разницы температур снаружи и в толще бетона в состав смеси вносят активные пуццоланы. Они выравнивают температуру бетонного массива, предотвращая появление трещин.
  Подробно о разных присадках для бетона читайте в нашем разделе Виды добавок для бетона. Там мы подробно рассказали о добавках-регуляторах для бетонных смесей, специальных добавках-регуляторах свойств бетона, а также модифицирующих и комплексных присадках. Возможно, вам также будет интересна наша статья Как выбрать добавки для бетона.

Чистота и качество всех компонентов, которые будут использоваться в приготовлении бетона М1000, тщательно контролируются. При необходимости, составляющие дополнительно очищаются, просеиваются, промываются, обогащаются (то есть в них вносят дополнительные зерна и частицы определенных размеров; это делают для получения более однородного зернового состава). Также строго проверяется и инспектируется каждый производственный этап.

Вот некоторые особенности производства бетона В80:

• Точное соотношение компонентов бетона марки М1000 напрямую зависит от способа его использования и поэтому определяется непосредственно на заводе при заказе в каждом конкретном случае
• Смешивание компонентов происходит в строгой последовательности: в первую очередь замешивают сухие наполнители и вяжущее, а в последнюю – добавляют затворитель
• Смесь готовится на специальном оборудовании, которое равномерно распределяет компоненты в растворе
• Замес делают при температуре воздуха 20°C и влажности 40-60% (при этом эти показатели важно поддерживать на протяжении всего времени – от смешивания компонентов до доставки бетона на строительную площадку, иначе смесь расслоится, потеряв свои свойства)

Мы не зря обращаем ваше внимание на особенности производства этого материала. Ведь бетон класса В80 используют лишь в самых ответственных работах, где любая ошибка может привести не просто к снижению качественных свойств бетонной конструкции, а даже к катастрофе. Поэтому, как вы понимаете, самостоятельно приготовить этот материал невозможно. Технология его производства является достаточно сложной и требует точного соблюдения пропорций компонентов и высокотехнологических процессов. Поэтому его замешивают только по спецзаказу и только на заводах, специализирующихся на высокомарочных материалах.

Дальше мы расскажем о возможных способах использования этого материала.

Где применяется бетон марки М1000 (B80)

Как мы уже отметили выше, бетон этой марки нельзя встретить на обычной стройплощадке. Он не используется в частном и коммерческом строительстве. Это связано не только с тем, что для его непосредственного производства необходимо особое оборудование, но и с тем, что для его укладки и укрепления также требуются особенные приспособления. К тому же, этот материал стоит очень дорого. Но об этих и других минусах бетона М1000 вы узнаете в заключительном разделе нашей статьи. Сейчас же мы опишем сферы его использования.

Так, бетон класса В80 применяют только в:

• Промышленном строительстве
• Производстве высокопрочных железобетонных изделий (ЖБИ)
• Возведении инженерных объектов и конструкций особого назначения

О них читайте дальше.

Отметим еще раз, что в других областях человеческой жизни (частное, гражданское и коммерческое строительство, ремонтные работы, дорожное строительство, производство железобетонных изделий, благоустройство территорий, ландшафтный дизайн, производство мебели) этот бетон не используется.

Также в интернете «гуляет» информация о том, что при помощи бетона марки М1000 было построено самое высокое здание на планете – небоскреб Бурдж-Халифа, расположенный в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ), на территории эмирата Дубай. Однако эта информация не совсем соответствует действительности. Дело в том, что для строительства Бурдж-Халифы разрабатывали особый бетон со специальными свойствами, способный выдерживать не только экстремальное давление массивного веса здания, но и постоянное воздействие высокой температуры (около 50°C). Также в смесь добавляли лед и заливали ее только ночью, когда воздух был прохладнее, а влажность выше. Информации о том, что такой бетон имел марку М1000 – или класс В80 – нет.

Применение бетона М1000 (B80) в промышленном строительстве

Промышленной называют такую отрасль строительства, которая отвечает за возведение зданий и сооружений, предназначенных для производственных целей и которая определяет и генерирует основу промышленности страны. Иными словами, сюда относится целый комплекс работ, включающий строительство и монтаж таких объектов как заводы, фабрики, разные станции и прочие специализированные объекты.

Необходимость в использовании бетона М1000 на стройке возникает лишь в том случае, если на объекты будут оказываться сверхвысокие нагрузки. Вот почему этот материал также особенно востребован при промышленном строительстве в сейсмически опасных регионах.

Бетон класса В80 может использоваться при возведении и укреплении:

• ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ, ТЭС, АЭС и других станций
• Военных объектов и полигонов, а также сверхпрочных сооружений военного назначения
• Литейных и прочих цехов
• Хранилищ радиоактивных или прочих опасных отходов

Также этот материал берут для возведения объектов химической и нефтеперерабатывающей промышленности, где требуется устойчивость к химическим и механическим воздействиям.

Рассмотрим пару примеров использования бетона класса В80:

• Сейсмоактивные регионы находятся на подвижных зонах земной коры. Поэтому здесь постоянно существует опасность возникновения землетрясений. Они провоцируют разрушение жилых домов, дорог, мостов, инженерных конструкций, станций и промышленных объектов. Последние важно сохранять в рабочем и действующем состоянии, так как многие промышленные предприятия на территории нашей страны не только являются градообразующими, но и сильно влияют на государственную экономику. Вот почему в сейсмоактивных районах важнейшие промышленные объекты возводят с использованием прочного бетона марки М1000.
• Представьте, что в каком-нибудь сейсмически активном регионе постоянно происходят землетрясения. Они могут быть еле заметными, а могут быть и высокобалльными. Однако, несмотря ни на что, на территории этого региона необходимо построить теплоэлектростанцию. Лучше всего использовать для этого высокопрочный бетон класса В80 с добавлением фибры. Такой материал обеспечит станции устойчивость и надежность даже во время сильного землетрясения.
• Радиоактивные отходы на атомных электростанциях нужно где-то хранить. При этом важно, чтобы материал, из которого сделано хранилище, был очень плотным и надежным, не пропускал сквозь себя радиацию, был устойчивым к разным химическим воздействиям. Для этой задачи можно взять бетон марки М1000 на основе щебня из особых – сверхтяжелых – горных пород.

Дальше мы несколько слов скажем о том, в каком случае имеет смысл использовать бетон класса В80 в производстве ЖБИ.

Применение бетона марки М1000 (В80) в производстве ЖБИ

Обычно для производства железобетонных изделий используют бетоны с марками М300-М500. Их прочности хватает для большинства ЖБИ: плит, балок, колец, перемычек, панелей и прочих. Однако в некоторых случаях по спецзаказу могут изготавливать элементы повышенной прочности. Чаще всего их заказывают при возведении гидротехнических, огнеупорных и антирадиационных конструкций и сооружений в сейсмоопасных зонах.

Это делается в двух случаях:

• Для сокращения сроков строительства
• При отсутствии возможности замешивать высокомарочный бетон на месте

Готовые ЖБИ транспортируются на стройплощадку и сразу же устанавливаются.

Из высокомарочного бетона М1000 изготавливают:

• Мостовые переходы и пролеты
• Аэродромные плиты
• Плиты для космодромов
• Разные элементы для инженерных сооружений

Изделия, произведенные из бетона В80, будут отличаться сверхпрочностью и долговечностью, устойчивостью к низким температурам и разным колебаниям (вызванными, в том числе, землетрясениями или цунами). Заказчиками таких изделий являются в основном крупнейшие государственные компании.

Применение бетона марки М1000 (В80) в инженерии

Инженерная сфера и возведение инженерных конструкций и объектов – основная область использования сверхпрочного и надежного бетона марки М1000. Здесь этот материал востребован прежде всего благодаря тому, что он способен выдерживать огромные нагрузки.

Вообще инженерные конструкции и объекты имеют большое значение в жизни человека. Они обеспечивают целые города и области водой, газом, теплом и светом, а также способствуют быстрому и эффективному перемещению людей из одного места в другое. Вот почему их нужно строить по определенным правилам и с применением только самых качественных и прочных материалов. Ведь аварии на инженерных объектах могут иметь серьезные – если не катастрофические – последствия.

Как и в случае с промышленным строительством, бетон класса В80 особенно ценится в регионах с нестабильной сейсмической обстановкой.

В этом случае его рекомендуют использовать при строительстве:

• Небоскребов и высотных конструкций
• Тоннелей (особенно проходящих через горные породы, водные преграды или на больших глубинах)
• Мостов, путепроводов и прочих транспортных сооружений, которые имеют большие дорожные или несущие пролеты, сверхнапряженные конструкции
• Гидротехнических сооружений (плотин, водохранилищ, водосбросных, водоспускных и водовыпускных сооружений, каналов, насосных станций, судоходных шлюзов, судоподъемников, сооружения для защиты от цунами и наводнений и так далее)
• Аэропортов, аэродромов и площадок для посадки вертолетов
• Космодромов
• Подземных шахт, метро, бункеров, бомбоубежищ и прочих сооружений под землей

Дальше мы опишем несколько примеров использования бетона марки М1000 в инженерии:

• Подземные сооружения – например, метро или шахта – эксплуатируются в условиях повышенных нагрузок. На их стены постоянно давят вышележащий грунт, горные породы, подземные воды, дороги, строения, дома, люди, наземный и подземный транспорт. Последний также «производит» вибрации, которые тоже влияют на все строения под землей. Поэтому, чтобы такие сооружения служили десятилетиями и не разрушались, их лучше строить из высокопрочных материалов, способных выдержать колоссальные нагрузки. Один из таких материалов – бетон марки М1000.
• Гидротехнические сооружения должны быть построены из прочного и водонепроницаемого бетона. Кроме того, они должны быть покрыты дополнительной гидроизоляцией. В противном случае такое сооружение не прослужит долго. Ведь вода – одна из самых неблагоприятных и агрессивных сред, которая разрушительно воздействует на бетонный камень. Однако если при строительстве гидротехнической конструкции использовать бетон марки М1000, предварительно добавив в бетонную смесь гидрофобную, кислотоупорную и уплотняющую добавки, то в дальнейшем сооружению не понадобятся дополнительные обработки – в том числе, гидроизолирующие. Такой бетон способен десятилетиями не разрушаться от воды.
• Мосты и путепроводы, которые строятся в сейсмоактивных районах, должны выдерживать сверхнагрузки разного рода и направленности. Они должны быть устойчивыми, не разрушаться даже во время сильнейших землетрясений и ураганов. Поэтому для их строительства рекомендуют использовать самый прочный из производимых бетонов – марку М1000 (класс В80). Также нелишним будет добавить в его состав специальную фибру – для повышения прочности и устойчивости к разных нагрузкам.

Теперь вы знаете, где может применяться бетон марки М1000. Повторимся, что наиболее востребован он в промышленном строительстве и при возведении инженерных конструкций и объектов особого назначения (в том числе – в сейсмически опасных регионах). Именно в этих сферах он покажет себя лучше и эффективнее всего.

В заключительном разделе мы подробнее остановимся на преимуществах и недостатках бетона В80, отметим все его плюсы и минусы.

Достоинства и недостатки бетона марки М1000 (В80)

Выше по тексту мы в том или ином ключе уже упоминали все возможные плюсы и минусы этого материала. В этом же разделе, для вашего удобства, мы собрали всю информацию о его достоинствах и недостатках воедино, так сказать – для полноты картины.

Итак, к плюсам бетона В80 можно отнести его:

• Колоссально высокую прочность
  Показатели прочность у бетона М1000 – наивысшие. Поэтому иногда его даже берут в качестве альтернативы железным и стальным материалам.
• Высокие технические характеристики и устойчивость к разного рода воздействиям
  В этом пункте мы объединим высокие показатели бетона В80 по морозостойкости, водонепроницаемости, истираемости, огнеупорности и прочим параметрам. Дополнительные характеристики материала также контролируются – повышаются и понижаются – при помощи пластификаторов.
• Высокую плотность и, как следствие, отличную водонепроницаемость
  Благодаря высокой плотности бетон М1000 почти не имеет пор на поверхности и внутри. Поэтому у него отличные показатели по водонепроницаемости, благодаря которым он не требует дополнительной гидроизоляции. Все это позволяет использовать его в гидротехнических сооружениях без ограничений.
• Химическую стойкость
  Высокая плотность, отсутствие пор и низкая проницаемость делают бетон марки М1000 устойчивым к воздействию разных кислот, щелочей, солей и других агрессивных реагентов. Благодаря этому его можно использовать для возведения гидротехнических конструкций даже в морской воде.
• Минимальная вероятность деформаций и трещин
  Она достигается в том числе благодаря внесению в смесь разных добавок и пластификаторов.
• Долговечность
  Это – своеобразный итог всех описанных выше достоинств бетона. Ведь он действительно способен служить столетиями, не трескаясь и не разрушаясь, даже в самых суровых условиях и сейсмоактивных регионах.

Но не все так радужно с этим материалом, как может показаться на первый взгляд.

Давайте перечислим его недостатки:

• Высокая стоимость
  Один из компонентов этого бетона – очень дорогой высокомарочный цемент М800. Его изготавливают по особой технологии и только на заказ.  Другие составляющие бетона В80 – щебень и песок – также должны быть определенного состава и чистоты. Кроме того, в смесь обязательно нужно вносить такие компоненты как микрокремнезем, фибру, пластификаторы и так далее. Все эти факторы значительно увеличивают конечную стоимость бетона.
• Сложность в производстве
  Для создания бетона М1000 важно не только тщательно подбирать его компоненты, но и замешивать их на специальном оборудовании. Поэтому далеко не все бетонные заводы могут производить такой материал.
• Сложность в укладке
  Специальное оборудование также нужно бетону этой марки во время укладки и трамбовки. Это накладывает серьезные ограничения на работу с ним.
  Кроме того, строители, которые будут работать с этой смесью, должны быть квалифицированными. Ведь если допустить даже малейшую ошибку в технологии при работе с бетоном М1000, дальнейшие последствия могут быть плачевными, а расходы на исправление ошибки – огромными.
• Редкость на рынке
  Из-за специфических требований к своим компонентам и выпускающему оборудованию, этот бетон выпускают далеко не все заводы. Поэтому он не бывает в свободной продаже и изготавливается только на заказ по спецпроекту для крупнейших компаний.
• Избыточная прочность
  Как мы уже несколько раз отмечали, бетон класса В80 обладает колоссальной прочностью. Она, наверное, самая высокая, которую только можно себе вообразить. Но, справедливости ради, такие показатели очень редко бывают действительно необходимы на стройплощадке. Поэтому использование такого бетона почти всегда нецелесообразно.
• Быстрое твердение
  Оно связано с маркой цемента. Из-за быстрого твердения этот бетон также сложно обрабатывать, ремонтировать и демонтировать.
• Высокое тепловыделение
  Из-за усиленной гидратации цемента М800 при твердении выделяется большое количество тепловой энергии. При непрерывном бетонировании массивных конструкций температура в толще материала может достигать аж 90°C. Также создается огромная разница (более 25°C) между температурой на поверхности и внутри монолита. Это в свою очередь приводит к растрескиванию материала и появлению трещин.
• Отсутствие нормативных документов на бетон
  В настоящее время для процесса бетонирования с использованием бетонной смеси М1000 не разработаны единые СНиП, ВСН или ГОСТ. По действующему законодательству РФ, если проект предусматривает применение бетонов выше В60 (по ГОСТ 26633-2015), то выпуск и укладка таких материалов должны выполняться в соответствии с ТУ, созданным специально для этого проекта. К разработке рекомендуется привлекать научные организации.

Таким образом, можно сделать вывод, что минусов у сверхпрочного бетона М1000 больше, чем плюсов. Но так как этот материал заказывают только определенные компании и только для конкретных задач в очень ответственных работах, его недостатки не кажутся столь существенными. К тому же, большинство из них – например, быстрое твердение и высокое тепловыделение – легко решается при помощи добавления в смесь определенных добавок, присадок и пластификаторов.

Подведем итог.

Бетон марки М1000 (класса В80) – сверхпрочный материал. Его технические характеристики считаются одними из лучших и самых высоких. Поэтому он способен выдерживать колоссальные нагрузки и не разрушаться столетиями. Однако этот бетон имеет ограниченную сферу применения. Он дорогой и достаточно капризный. Поэтому его берут лишь для выполнения самых важных задач в промышленном и инженерном строительстве.