Виды бетона по типу вяжущего

Бетоны – это огромный класс строительных материалов, которые пользуются спросом практически в любых видах работ.

В их состав входят два основных компонента:

• Вяжущее вещество
• Заполнители

Они оба в большой степени влияют на свойства готового бетона и изделий из него.

Подробнее узнать о том, какие материалы используются в качестве заполнителей для бетонных смесей, вы можете в статье Виды бетона по типу заполнителя. А здесь мы рассмотрим особенности бетонов в зависимости от используемого вяжущего вещества.

По этой классификации материал бывает:

• Цементным
• Силикатным (известковым)
• Гипсовым
• Магнезиальным
• Шлакощелочным
• Полимерным

В этой статье мы рассмотрим бетоны на разных вяжущих с точки зрения их:

• Производства и применения
• Свойств

Если же вы хотите больше узнать о каждом виде материала, мы рекомендуем ознакомиться с нашими вложенными статьями по ссылкам выше.

Производство и применение бетонов на разных вяжущих

Вяжущие вещества могут сильно отличаться друг от друга по своим свойствам: прочности, морозостойкости, химической стойкости и другим. А значит, у каждого из них есть своя «специализация».

В таблице ниже представлены основные сферы применения разных видов бетона:

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Как видите, у каждого вида бетона есть своя сфера применения. Она продиктована особенностями каждого вяжущего вещества. Ниже мы рассмотрим их подробнее.

Цементобетон

Это самая распространенная и известная разновидность бетона. По сути это – самый обычный и привычный всем материал. Он активно применяется как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Кроме того, такой бетон востребован у частных застройщиков.

Роль вяжущего в нем играет цемент. Это вещество производят путем обжига известняка и глины при температуре около 1450°С. В результате образуются спекшиеся гранулы – клинкер, – которые затем перемалывают в тонкий порошок.

Эта технология производства вяжущего насчитывает уже более 200 лет. За это время цементобетон успел зарекомендовать себя в строительстве.

Он имеет отличные показатели по:

• Прочности
• Водостойкости
• Морозостойкости
• Биологической стойкости

Но, согласитесь, если бы этот традиционный материал был идеален, то потребности в других видах вяжущих не возникло бы.

И действительно, цементобетон имеет ряд недостатков, среди которых:

• Высокая стоимость вяжущего
  Цемент – сам по себе материал не из дешевых. Кроме того, объемы его производства иногда не успевают за растущими темпами строительства. Из-за этого он часто бывает в дефиците и дорожает.
• Неэкологичное производство
  Для получения цемента необходимо сжигать огромное количество топлива. В результате в атмосферу выбрасываются большие объемы углекислого газа. По некоторым оценкам, на деятельность цементных заводов приходится около 5% загрязнения атмосферы парниковыми газами.
• Низкая химическая стойкость
  Цементобетон разрушается под воздействием кислот, щелочей и солей. Для применения в агрессивных средах его приходится дополнительно защищать.
• Низкая жаростойкость
  Этот вид бетона начинает терять прочность при температурах около 250-300°С. Хотя есть и специальные жаростойкие разновидности цементобетона, но они стоят еще дороже, чем обычный материал.
• Медленное твердение
  Для полного набора прочности цементу нужно около 28 дней. В это время материал нельзя подвергать высоким нагрузкам. Кроме того, за ним нужно ухаживать: регулярно увлажнять и защищать от высыхания.

Именно поэтому специалисты в области бетонов продолжают поиски новых, более экологичных материалов, которые по своим характеристикам не уступают цементобетону – а то и превосходят его.

Больше узнать о производстве, истории и свойствах бетона на самом популярном вяжущем веществе вы можете в нашей статье Цементный бетон.

Силикатобетон

Массовое производство изделий на основе силикатобетона началось в XIX веке в Германии. Они очень быстро потеснили традиционный керамический кирпич сначала в Европе, а затем и в других странах.

В состав силикатных изделий входят:

• Известь
• Кварцевый песок

Эти материалы смешивают с водой, а затем формуют и подвергают обработке в автоклаве. Под воздействием высокой температуры и давления известь вступает в реакцию с оксидом кремния в песке. В результате образуются гидросиликаты кальция, которые и придают материалу прочность.

Сырье для получения извести – это обычный известняк, который широко распространен на территории России. Его добывать проще, чем глину надлежащего качества для производства цемента и керамики. А значит, стоит такое вяжущее достаточно дешево.

Таким образом, силикатобетон имеет следующие достоинства:

• Низкую стоимость по сравнению с цементобетоном и керамическим кирпичом
• Повышенную жаростойкость
• Улучшенные тепло- и звукоизоляционные свойства (по сравнению с цементобетоном)
• Легкость в обработке

Тем не менее, полностью заменить обычный бетон или керамику этим материалом невозможно.

Причина тому – его недостатки:

• Не слишком высокая прочность – ее хватает для нужд гражданского строительства, но возводить сооружения особого назначения из силикатных блоков нельзя
• Высокое водопоглощение
• Низкая морозостойкость
• Повышенная теплопроводность (по сравнению с керамическим кирпичом)

При строительстве домов и зданий из силикатных кирпичей или блоков нужно уделять особое внимание защите стен от постоянного намокания. В противном случае кладка быстро начнет разрушаться, и никакой выгоды от использования материала не будет.

Подробнее об особенностях этой разновидности бетона читайте в нашей статье Силикатный (известковый) бетон.

Гипсобетон

Гипс – это распространенный материал, с которым хоть раз в жизни имел дело каждый. Его используют для наложения повязок в медицине, создания фигурок и скульптур, а также в строительных работах.

Получают гипс путем обжига одноименной осадочной породы при температурах от 110°С до 950°С. В результате из него испаряется вода и остается только безводный порошок сульфата кальция. При смешивании с водой гипс восстанавливается до исходного состояния.

Бетон на основе гипсового вяжущего имеет целый ряд достоинств:

• Высокую пластичность: он легко укладывается в формы и трамбуется
• Быстрое твердение
• Низкую плотность и небольшой вес
• Улучшенные теплоизоляционные свойства по сравнению с цементобетоном
• Легкость в обработке

Тем не менее, сфера его применения сильно ограничена. Это обусловлено тем, что гипс – материал хрупкий. К тому же он боится влаги. Если положить кусочек гипса в воду, то через несколько часов его верхний слой можно будет спокойно снять ногтем – настолько мягким он станет.

Из гипсобетона часто возводят перегородки в сухих отапливаемых помещениях – например, в жилых домах. Из него также делают лепнину и другие декоративные элементы. Популярностью пользуются и гипсовые штукатурки при отделке помещений.

Больше узнать об этом материале вы можете в нашей статье Гипсовый бетон.

Магнезиальный бетон

Этот материал применяется в строительстве уже около 100 лет. Роль вяжущего вещества в нем выполняет порошок оксида магния, также известный как «жженная магнезия».

Его получают путем обжига:

• Магнезита
• Доломита
• Брусита

Оксид магния отличается от рассмотренных выше вяжущих. Для твердения ему недостаточно обычной воды. Вместо нее используют растворы солей: хлорида или сульфата магния.

Для производства магнезиального бетона часто используют органические заполнители: древесную стружку или опилки.

Выделяются даже два особых вида материала:

• Ксилолит
  Это пластичная смесь магнезиального вяжущего с мелкими опилками. Ее применяют для обустройства наливных полов.
• Магнезиальный фибролит
  Он представляет собой прессованные плиты из длинной древесной стружки, склеенной вяжущим веществом. Они используются в качестве теплоизоляционного материала.

Также в состав такого бетона могут входить неорганические заполнители: щебень, гравий, песок, отсев, керамзит, перлит и прочие.

Магнезиальный бетон имеет целый ряд уникальных свойств:

• Эластичность и упругость
• Высокую адгезию к любым видам оснований
• Быстрое твердение
• Стойкость к воздействию масел, растворителей, смазочных материалов, щелочей и солей
• Высокую жаростойкость
• Низкую истираемость и отсутствие пылеобразования
• Низкую теплопроводность
• Легкость в обработке

Однако у этого материала есть серьезный недостаток – это низкая водостойкость. Кроме того, магнезиальное вяжущее очень агрессивно действует на металлы. Поэтому его нельзя использовать при производстве ЖБИ.

Больше узнать о производстве и особенностях этого материала вы можете в статье Магнезиальный бетон.

Шлакощелочной бетон

Эта разновидность бетона была изобретена советским ученым Виктором Глуховским и во времена СССР активно использовалась в строительстве жилых домов, гидротехнических сооружений, химических лабораторий и производстве ЖБИ.

Вяжущее в таком бетоне состоит из двух компонентов:

• Молотых шлаков
• Щелочного активатора твердения (например, жидкого стекла)

Эти компоненты реагируют друг с другом, образуя твердый и очень прочный камень.

Шлакощелочной бетон имеет множество преимуществ перед цементобетоном:

• Высокую прочность
• Экологичное производство
• Доступное и дешевое сырье
• Высокую жаростойкость
• Улучшенные тепло- и звукоизоляционные свойства
• Стойкость к кислотам и солям
• Высокую водонепроницаемость и морозостойкость
• Низкую истираемость

Эти плюсы обусловили его популярность во времена СССР, когда цемент был дефицитным и стоил дорого. Новый шлакощелочной бетон оказался не только дешевой, но и очень качественной альтернативой традиционному материалу.

Но есть причины, по которым он так и не заменил собой цементобетон. Дело в том, что шлаки – это отходы производства. Они имеют непостоянный химический состав и нестабильные характеристики. Более того – иногда они содержат в себе токсичные примеси или имеют высокий радиоактивный фон. Поэтому полностью перейти на шлакощелочной бетон – особенно в области жилищного строительства – пока нельзя.

Больше узнать об этом материале вы можете в нашей статье Шлакощелочной бетон.

Полимерный бетон

Это самая новая разновидность бетона из рассмотренных. В ней вместо цемента роль вяжущего вещества выполняют полимерные смолы.

Они бывают разных видов:

• Полиэфирные
• Карбамидные
• Полиуретановые
• Эпоксидные
• Фурановые
• Метилметакрилатные
• Ацетоноформальдегидные
• Фенолоформальдегидные

У каждого из этих видов смол – свои характеристики и особенности. Поэтому полимерные бетоны – это целый класс разных по своим свойствам материалов.

Однако у них есть набор общих достоинств:

• Высокая прочность на сжатие и растяжение
• Упругость
• Высокие водонепроницаемость, водо- и морозостойкость
• Стойкость к воздействию кислот, щелочей, солей, нефтепродуктов и других агрессивных веществ
• Пластичность и удобоукладываемость
• Улучшенные звукоизоляционные свойства

Таким образом, полимербетон – это перспективный строительный материал. По многим показателям он превосходит традиционный цементобетон.

Но есть у него и недостатки. Это:

• Высокая стоимость
• Ползучесть: при больших механических нагрузках полимербетон деформируется
• Низкая стойкость к воздействию высоких температур и огня

В настоящее время полимерные бетоны применяются для производства деталей и возведения конструкций, которые эксплуатируются в химически агрессивных средах (например, сточных каналов, труб, сливных колодцев, полов в лабораториях и на предприятиях).

В области бытового строительства этот материал используют редко, поскольку он стоит очень дорого по сравнению с бетоном на цементе. Кроме того, при работе с ним нужно соблюдать особые меры безопасности.

Больше узнать об этом материале вы можете в нашей статье Полимерный бетон.

Теперь вы знаете, какие вяжущие вещества используются при производстве бетонов. В следующем разделе мы детальнее рассмотрим и сравним их технические характеристики.

Свойства бетонов на разных вяжущих

Бетон – это сложный и очень востребованный материал. Он имеет множество свойств и показателей. Одни из них хорошо знакомы даже непрофессиональным строителям, а другие используются только в некоторых видах работ.

С полным перечнем характеристик этого материала вы можете ознакомиться в нашей статье Свойства и характеристики бетона.

Здесь же мы рассмотрим самые базовые свойства бетонов:

• Прочность на сжатие
  Это максимальная нагрузка, которую образец бетона может выдержать при сжимании под прессом. Она обозначается классом (от B3,5 до B120) или маркой (от М50 до M1200).
  Подробнее о соотношении между этими показателями вы можете прочитать в нашей статье Классы и марки бетона.
• Средняя плотность
  Так называют отношение массы бетона к его объему с учетом всех воздушных пустот в толще материала. По этому показателю можно косвенно оценить теплоизоляционные свойства бетона. Чем ниже плотность, тем больше в камне воздушных пор – тем лучше он задерживает тепло в помещении.
  Подробнее об этом свойстве читайте в статье Плотность бетона.
• Водонепроницаемость
  Эта характеристика показывает, сколько воды может пропустить через себя бетон. Она обозначается маркой от W2 (низкая водонепроницаемость) до W30 (практически полная водонепроницаемость). Чем выше это значение, тем дольше бетон сохраняет свои свойства во влажной или водной среде.
  Подробнее об этом свойстве вы можете узнать в нашей статье Водонепроницаемость бетона.
• Морозостойкость
  Это свойство тесно связано с предыдущим. При отрицательных температурах вода внутри бетона замерзает и расширяется, из-за чего нагрузка на материал возрастает. Чем чаще повторяется этот процесс, тем быстрее бетон разрушается. Марка по морозостойкости обозначается буквой F и определенным числом. Оно указывает на количество циклов заморозки-оттаивания, которое может выдержать материал.
  Подробнее об этом показателе вы можете прочитать в статье Морозостойкость бетона.

Теперь давайте взглянем, какие характеристики имеют бетоны на разных вяжущих.

Их сравнение приведено в таблице:

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Необходимо отметить, что эти значения – ориентировочные и приведены для ознакомления. Конкретные показатели бетона зависят от того, какое сырье использует производитель и насколько точно он соблюдает технологию производства.

Давайте подытожим все вышесказанное. Функцию вяжущего в составе бетона могут выполнять разные вещества.

В этой роли используются:

• Цемент
• Известь
• Гипс
• Магнезиальное вяжущее
• Шлакощелочное вяжущее
• Полимерные смолы

Доля вяжущего вещества в бетоне сравнительно невелика. Тем не менее, от него зависят многие свойства и характеристики материала. Так, самые прочные разновидности бетона производят на основе полимерных смол, а также цемента и шлакощелочного вяжущего, а самые легкие – на основе гипса и магнезии. Самые высокие показатели водо- и морозостойкости демонстрирует полимербетон, а самые низкие – гипсобетон.

• Полимерный бетон
  • Бетонполимер
  • Полимерцементный бетон
• Гипсовый бетон
• Магнезиальный бетон
• Силикатный бетон
• Цементный бетон
• Шлакощелочной бетон