Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Цементный бетон (цементобетон)

Цементобетон – это один из самых распространенных и востребованных стройматериалов в мире. Он активно используется как в частном строительстве, так и в крупномасштабных промышленных сооружениях.

Необходимо отметить, что термины «бетон» и «цементобетон» часто используют как взаимозаменяемые. И это вполне естественно, ведь большинство людей (в том числе профессиональные строители) обычно имеют дело именно с этим материалом. Но есть виды бетона, в которых вместо цемента используются другие вяжущие вещества. Подробнее о них вы можете узнать в нашей статье Виды бетона по типу вяжущего.

Ниже мы поговорим о том, что входит в состав цементного бетона и как он изготавливается. Мы также кратко рассмотрим его особенности, виды, марки и области применения. А в конце статьи вас ждет краткая историческая справка, из которой вы узнаете, где берет начало использование конкретно этого материала.

Заливка пола цементобетоном
Строительство дома из бетонных плит
Скейтпарк из бетона

Состав цементобетона

Для того, чтобы получить жесткую и прочную конструкцию, необходимо сначала замешать бетонную смесь.

В ее состав входят:

  • Вяжущее вещество – цемент (около 10%)
  • Вода (около 20%)
  • Крупный заполнитель (около 40%)
  • Мелкий заполнитель (около 30%)
  • Различные добавки

Универсального «рецепта» бетона нет. Соотношение ингредиентов может изменяться в ту или иную сторону и подбирается исходя из конкретной задачи. Именно поэтому заводское производство смеси – процесс достаточно сложный.

Давайте немного подробнее рассмотрим каждый из компонентов.

Компоненты для приготовления бетона в домашних условиях

Цемент

Это вяжущее вещество, которое в сухом виде представляет собой тонко перемолотый порошок серого (реже белого) цвета. Но при смешивании с водой он образует вязкую и пластичную массу (цементное тесто), которая через некоторое время застывает в подобие камня.

Наиболее распространенным и популярным видом цемента является портландцемент.

Сырьем для его производства являются:

  • Известняк (на его долю приходится около 75% от общего объема)
  • Глина (около 25%)
  • Добавки глинозема, железа, кремния (3-5%)

Эти породы на заводе измельчаются, перемешиваются и обжигаются при температуре около 1450°С. Происходит частичное спекание материала, в результате которого образуются гранулы нового продукта – клинкера. К ним добавляют небольшое (около 5%) количество гипса и перемалывают полученную смесь до порошкообразного состояния.

При необходимости цемент может обогащаться различными добавками: пластифицирующими, воздухововлекающими, уплотняющими и прочими. А если добавить к вяжущему веществу специальные полимеры, то можно получить новый вид бетона с особыми свойствами – полимерцементобетон.

Цемент в ведре

Вода

При смешивании сухого цементного порошка и воды начинается сложная многоступенчатая реакция – гидратация цемента. Именно она приводит к тому, что вязкое цементное тесто в итоге превращается в прочный камень.

Этот процесс протекает в два этапа:

  1. Схватывание
    Цементный раствор набирает вязкость, перестает растекаться. Эта стадия протекает быстро, в первые часы после приготовления смеси и ее укладки.
  2. Твердение
    Цементное тесто кристаллизуется, становится жестким и прочным. Этот процесс достаточно долгий и может длиться годами. Хотя так называемую «проектную» прочность – то есть достаточную для его эксплуатации – бетон набирает обычно за месяц.

Для того, чтобы «помочь» процессу гидратации и компенсировать испарение воды с его поверхности, свежеуложенный бетон первые несколько дней нужно регулярно увлажнять.

И для производства смеси, и для последующего ухода за бетоном необходимо использовать жидкость без примесей. Последние могут снизить качество материала. На заводах для этого берут питьевую воду. Для смеси, приготовленной в домашних условиях, подойдет отстоянная вода из скважины.

Вода в ведре

Заполнители

Неотъемлемым компонентом бетонной смеси являются минеральные (реже – органические) заполнители.

Они могут быть:

  • Крупными – с размером зерен больше 5 мм
  • Мелкими – с размером зерен меньше 5 мм

Зачем их добавляют в бетон? Дело в том, что сам по себе цементный камень – материал неустойчивый. При затвердевании он дает большую усадку, а под действием большой нагрузки – деформируется и раскалывается.

Кроме того, за счет использования заполнителя снижается стоимость самой бетонной смеси. Ведь цемент – материал достаточно дорогой.

В качестве крупных заполнителей обычно используют:

Роль мелкого заполнителя в бетоне выполняют:

Крупные зерна формируют жесткий и прочный каркас бетона, который способен противостоять деформациям, а мелкие заполняют пустоты между ними, придавая камню плотность и стабильность.

Впрочем, есть разновидности бетона, которые производятся по особой технологии – без использования крупных или мелких частиц. Первый вариант представлен пескобетоном (цементно-песчаной смесью) и ячеистыми бетонами, а второй – крупнопористым бетоном.

Образец гранитного щебня на белом фоне
Образец гравия на белом фоне
Образец керамзита на белом фоне
Образец гранитного отсева на белом фоне
Образец песка на белом фоне

Добавки

Как следует из названия, эти компоненты не являются обязательным «ингредиентом» бетонной смеси. Их вносят для того, чтобы придать материалу определенные характеристики или улучшить его свойства.

Часто применяются такие виды добавок:

  • Пластифицирующие
    Они увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси – за счет этого ее удобнее укладывать и распределять по участку.
  • Противоморозные
    Обычный бетон не затвердевает при температуре около или ниже 0°C. Это связано с тем, что вода в его составе превращается в лед и перестает реагировать с цементом. Но иногда строительные работы выпадают на периоды заморозков, и прекращать их нельзя. В таких ситуациях на помощь приходят специальные морозостойкие добавки, благодаря которым смесь схватывается даже при минусовой температуре.
  • Замедляющие или ускоряющие твердение
    Эти присадки влияют на скорость схватывания бетонной смеси. За счет этого можно сократить длительность работ и сэкономить время – или наоборот, продлить «жизнь» смеси в полужидком состоянии, если нет возможности ее оперативно использовать.
  • Уплотняющие
    Это мельчайшие нерастворимые в воде частицы, которые заполняют поры в бетоне. Такой особо плотный материал непроницаем для воды, нефтепродуктов, а также растворов щелочей и кислот.
  • Гидрофобизирующие
    Эти вещества образуют тонкие водоотталкивающие пленки на поверхности бетона и стенках его пор. Таким образом можно улучшить водостойкость и морозостойкость конструкций.
  • Воздухововлекающие
    Использование таких присадок приводит к тому, что в толще цементного камня образуются небольшие пузырьки воздуха. Наличие таких закрытых пор снижает термические напряжения в толще бетона при отрицательных температурах. А увеличение доли воздуха в камне позволяет уменьшить его вес. Так, например, производят облегченные бетоны.

Есть и другие вещества, которые можно добавлять в бетонную смесь для придания ей особых свойств. Ознакомиться с их полной классификацией вы можете в статье Виды добавок для бетона.

Отмостка из бетона вокруг частного дома

Производство цементобетона

С технологической точки зрения изготовление бетона – процесс достаточно простой. Причем суть его практически не отличается вне зависимости от того, где именно готовится смесь: на огромном заводе или в небольшой бетономешалке на заднем дворе.

Технология производства включает в себя такие этапы:

  1. Дозировка компонентов смеси в соответствии с предварительно подобранной рецептурой
  2. Перемешивание сухих компонентов
  3. Добавление воды и химических присадок
  4. Окончательное перемешивание смеси
  5. Погрузка материала в бетоновозы и транспортировка к месту проведения работ

Готовую смесь нужно использовать до того, как она начала твердеть. Именно поэтому при заказе бетона с завода важно завершить все подготовительные работы к моменту доставки первой партии.

Подробнее обо всех нюансах изготовления бетонных смесей и готовых изделий из бетона вы можете прочитать в нашем разделе Производство бетона.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки
Бетон — производство и доставка
Автобетононасосы — аренда
7 904 179–31–56
Валентин Юрьевич Швец
Директор «БетонСтрой»

А теперь давайте поговорим об основных особенностях и свойствах этого строительного материала.

Плюсы и минусы цементобетона

Как мы уже отмечали, бетон – один из самых востребованных материалов в мире. И на это есть серьезные причины.

Он обладает целым рядом достоинств:

  • Достаточно доступная цена
    Основная доля в составе бетона приходится на недорогие заполнители – щебень и песок.
  • Простой процесс изготовления
    Смесь для бытовых целей можно спокойно замешать в домашних условиях, чем и пользуются многие умельцы.
  • Высокая прочность
    Неслучайно для строительства современных высоток и особо загруженных автомагистралей используется именно бетон.
  • Экологичность
    Бетон делают из инертных материалов, которые не выделяют вредных веществ при эксплуатации.
  • Водостойкость
    Из этого материала можно смело сооружать подводные конструкции – они не будут гнить и разрушаться.
  • Пожаробезопасность
    Бетон не горит даже в присутствии открытого источника пламени, а некоторые его разновидности спокойно выдерживают температуры до 1800°С без разрушения.
  • Биологическая стойкость
    Бетон не боится вредителей, грибка и плесени.
  • Долговечность
    Гарантированный срок службы бетона в условиях регулярной эксплуатации составляет от 10 до 50 лет.

Справедливости ради, абсолютно идеальным этот материал назвать все же нельзя. У него есть свои недостатки, о которых должен знать каждый строитель.

Цементобетон имеет такие минусы:

  • Срок «жизни» бетонной смеси ограничен несколькими часами – пока цемент не начал затвердевать. За это время ее нужно успеть залить и при необходимости утрамбовать
  • Полный набор прочности бетоном занимает примерно 28 дней. В этот период нельзя подвергать его высоким нагрузкам – материал может деформироваться и потрескаться
  • Бетон без добавок плохо переносит отрицательные температуры и в морозы часто покрывается трещинами
  • Поверхность бетона пылит и требует специальной обработки праймером
  • Материал неремонтопригоден: при серьезном повреждении одной части бетонной конструкции придется демонтировать ее целиком
  • Бетон чувствителен к воздействию солей, которые входят в состав популярных противогололедных реагентов, а также щелочей и кислот

Многие из этих недостатков можно минимизировать, используя специальные добавки. Но стоимость материала от этого закономерно возрастает. Тем не менее, плюсы бетона в большинстве случаев перевешивают минусы. Поэтому он остается популярным и широко востребованным.

Фундамент дома из бетона

Виды цементобетона

Бетон на основе цемента широко применяется с XIX века. За это время появилось большое количество его разновидностей, предназначенных для конкретных задач.

С полной классификацией бетонов вы можете ознакомиться в статье Виды бетона. Здесь же мы рассмотрим только самые важные из них – те, с которыми сталкиваются даже непрофессиональные строители.

Цементобетон можно разделить на виды по:

  • Назначению
  • Заполнителю
  • Структуре
  • Средней плотности

Давайте остановимся на каждой классификации немного подробнее.

По назначению

В каждом виде работ к материалу предъявляются свои требования. Например, при строительстве зданий и фундаментов большую роль играют прочность и долговечность бетона. А при возведении плотины к этому списку добавляется еще и водонепроницаемость.

Чтобы строителям не приходилось каждый раз подбирать характеристики бетона «с нуля», были разработаны классификации материала в соответствии с его назначением.

Тут цементобетон делится на две большие группы:

  • Конструкционный
    Его еще можно назвать обычным или строительным. Это бетон, предназначенный для возведения несущих и ограждающих конструкций зданий: фундаментов, перекрытий, стен, перегородок, столбов, колонн, лестниц и так далее. Именно с ним чаще всего имеют дело на стройке. Главная характеристика такого материала – это его класс (или марка) по прочности.
  • Специальный
    Это бетон с улучшенными характеристиками, предназначенный для использования в специфических условиях эксплуатации. Сюда относятся гидротехнические, огнеупорные, дорожные, кислотоупорные, архитектурные и многие другие разновидности материала.

Больше узнать о специализированных видах бетона и особенностях их производства вы можете в разделе Виды бетона по назначению.

Строительство многоэтажного дома с использование бетонных плит

По заполнителю

На долю заполнителя приходится около 70% общей массы бетона. Поэтому неудивительно, что от него зависят многие важные характеристики материала.

Здесь можно выделить две основные группы:

  • Бетоны на плотных заполнителях
    К этому виду относятся бетоны, в которых жесткий каркас сформирован гравием, щебнем из плотных горных пород (гранита, диорита, известняка, серпентинита и других) или обычным песком. Как правило, они имеют хорошие показатели прочности и большой удельный вес.
  • Бетоны на пористых заполнителях
    В них основная доля объема приходится на зерна с плотностью до 1200 кг/м3: керамзитовый гравий или щебень, вулканический туф, вспученный перлит и другие. Такие виды бетона обычно имеют пониженную прочность и потому не используются, например, для возведения фундаментов домов. Однако они отличаются повышенными показателями тепло- и звукоизоляции и хорошо подходят для обустройства полов и стен.

Больше узнать о том, чем друг от друга отличаются разные заполнители, вы можете в разделе Виды бетона по типу заполнителя.

По структуре

Это еще одно важное деление, которое во многом определяет сферу применения материала. Оно тесно связано с рассмотренным выше.

В зависимости от структуры цементобетоны делятся на:

  • Плотные
    Это такой вид материала, в толще которого пространство максимально занято зернами заполнителя и вяжущим веществом. Для его изготовления используют плотные заполнители: щебень или гравий с песком или отсевом.
  • Поризованные
    Для производства такого вида цементобетона используют пористые заполнители (керамзит, туф и прочие), а также вносят в смесь воздухововлекающие добавки. В результате получается легкий материал, в котором до 25% объема составляют воздушные полости.
  • Крупнопористые
    Такой бетон может изготавливаться как на пористых, так и на плотных заполнителях. Его главное отличие – это отсутствие в составе зерен до 5 мм (песка и отсева). Поскольку полости между крупными зернами остаются пустыми, в бетонном камне образуется много открытых пор-каналов. Такой материал способен пропускать сквозь себя воду – так что его еще называют «дренажным».
  • Ячеистые
    Этот вид бетона производится на мелком кремнеземистом наполнителе (обычно кварцевом песке) без использования крупного щебня или гравия. В состав смеси также вводятся специальные порообразователи, которые вспучивают ее и создают большое количество воздушных пор в толще камня. В результате получается очень легкий материал с превосходными изоляционными характеристиками.

Подробнее прочитать обо всех этих материалах вы можете в статье Виды бетона по структуре.

По средней плотности

Как вы знаете, плотность показывает, сколько будет весить определенный объем (обычно 1 м3) материала. Этот показатель очень важен в строительстве зданий и сооружений, ведь без него невозможно правильно рассчитать нагрузку на несущие элементы.

Все бетоны можно поделить на такие группы:

  • Особо легкие (до 800 кг/м3)
  • Легкие (от 800 до 2000 кг/м3)
  • Тяжелые (от 2000 до 2500 кг/м3)
  • Особо тяжелые (от 2500 кг/м3)

Тяжелые бетоны обычно используются для заливки фундаментов, а легкие и особо легкие – для возведения стен и обустройства теплоизоляции. Особо тяжелые разновидности, способные задерживать излучение, в основном используются при строительстве атомных электростанций и хранилищ радиоактивных отходов.

Помимо этих классификаций, большое значение в строительстве имеют марки материала. Давайте остановимся на них подробнее.

Марки цементобетона

Есть ряд характеристик бетона, которые играют огромную роль практически во всех видах работ. У каждой из них есть свое буквенно-числовое обозначение, которое указывается в сопроводительной документации на готовую смесь.

Например, в ней могут быть даны:

  • Класс по прочности
    Он обозначается буквой B и числом, которое указывает на максимальную механическую нагрузку, которую материал может выдержать, не разрушаясь. Самую низкую прочность имеет материал с маркировкой B3,5, а самую высокую – B60. Подробнее об этом свойстве читайте в статье Прочность бетона.
  • Марка по средней плотности
    Обозначается буквой D и числом, обозначающим плотность бетона в кг/м3. Так, 1 куб особого легкого бетона марки D500 будет весить всего 500 кг/м3. Подробнее о том, как измеряется средняя плотность, вы можете прочитать в статье Плотность бетона.
  • Марка по морозостойкости
    Для ее обозначения применяется буква F с числом, обозначающим количество циклов заморозки-оттаивания, которые бетон может перенести без потери своих свойств. Например, морозостойкий бетон марки F400 останется прочным и надежным даже после 400 заморозок. Подробнее об этом свойстве вы можете узнать в статье Морозостойкость бетона.
  • Марка по водонепроницаемости
    Обозначается буквой W и определяется путем специальных лабораторных испытаний. Наиболее низкие характеристики по этому параметру имеет материал марки W2, тогда как бетон марки W20 считается максимально водонепроницаемым. Чтобы узнать больше об этом свойстве и методах его определения, ознакомьтесь со статьей Водонепроницаемость бетона.
  • Марка по истираемости
    По этому критерию выделяются три вида бетонов: G1, G2 и G3. Бетон марки G1 наиболее устойчив к изнашиванию и может применяться в самых суровых условиях – например, в качестве покрытия скоростных дорог и автомагистралей. Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать в статье Истираемость бетона.
Прочные железобетонные кубы
Бетонный скейтпарк

Теперь вы знаете, что из себя представляет такой материал как цементобетон: как он производится, на какие виды делится и какими свойствами обладает. В продолжении статьи мы детальнее затронем вопрос о том, где его можно использовать.

Сфера применения цементобетона

Цементный бетон – это действительно универсальный материал, без которого не обходится ни одна стройка. И область его использования очень велика.

Можно выделить такие основные сферы применения бетона:

  • Бытовое строительство
    Возведение фундаментов, стен, полов, перекрытий, лестниц, столбов – проще будет сказать, где бетон не используется при строительстве жилых домов и прочих зданий. Даже если вы хотите построить деревянный дом, основание под ним все равно будет бетонное.
  • Строительство объектов особого назначения
    Все сложные сооружения – от мостов до атомных реакторов – в современном мире возводятся из специализированных видов бетона и железобетона. Лучшего по своим характеристикам (и при этом доступного по цене) для этих целей материала пока не придумали.
  • Дорожное строительство
    Во многих развитых странах строят дороги с покрытием из бетона вместо асфальта. Они долговечны и требуют меньше расходов на текущее содержание и ремонт. В России эта область развита хуже. Но и у нас бетон используется для возведения надежных оснований под загруженными трассами, центральными улицами и взлетно-посадочными полосами аэродромов.
  • Благоустройство территории
    Бетон часто применяется для заливки дорожек, тротуаров, парковок, подъездов и различных площадок – из него получается долговечное и неприхотливое покрытие. Кроме того, из бетона возводятся скамьи, искусственные водоемы, бассейны, фонтаны и многие другие элементы уличного оформления.
  • Декор
    Цементобетон в чистом виде не имеет особых декоративных свойств. Однако это весьма податливый материал, который, благодаря специальной обработке, легко превращается в имитацию природного камня или тротуарной плитки. Отдельно стоит упомянуть бетонные мозаичные полы, которые вы наверняка не раз видели в торговых и бизнес-центрах, муниципальных учреждениях, отелях, ресторанах и прочих общественных заведениях.
  • Производство готовых изделий
    В этом случае речь идет в первую очередь о железобетонных изделиях (ЖБИ): фундаментных блоках, дорожных и аэродромных плитах, перекрытиях, бетонных кольцах, балках и многих других. Также большой популярностью пользуются стеновые бетонные блоки, которые используются вместо традиционных кирпичей. Наконец, из бетона часто изготавливают тротуарную и облицовочную плитку и брусчатку.

Этот список можно продолжать еще очень долго. Статуи, камины, уличная мебель, барные стойки, даже предметы домашнего обихода – все это можно сделать (и часто делают) из бетона. Подробнее узнать об этом вы можете в статье Применение бетона.

Бетонные буквы
Бетонный подсвечник в виде подушки
Декоративный светильник из бетона

А в заключительном разделе статьи мы немного поговорим о том, когда и как появился этот поистине универсальный материал.

История применения цементобетона

Надо сказать, что при всей своей нынешней популярности цементный бетон – относительно новое изобретение.

Самые ранние постройки из бетона, датированные примерно 6500-ми годами до нашей эры, были обнаружены на территории современных Иордании и Сирии. Другими словами, базовую технологию изготовления бетона изобрели наши очень далекие предки. Но это еще не был привычный нам цементобетон. Роль связующего вещества в нем выполняли известь, гипс, глина и их различные комбинации.

Современное вяжущее для бетона было изобретено уже в Новое время. Первая его разновидность – романцемент – была запатентована в 1796 году англичанином Джеймсом Паркером. Это вяжущее вещество получали путем обжига смеси известняка и глины с последующим перемалыванием в муку – то есть так же, как делают цемент в наши дни. Но температура обжига составляла всего около 800-900°C, что недостаточно для спекания породы.

Цементный клинкер, образующийся при температуре около 1450°С, изобрел французский инженер Луи Жозеф Вика в 1817 году. А 11 лет спустя он продемонстрировал качество полученного материала, построив первый в мире подвесной мост из цемента.

Надо сказать, что в этой истории отметился и наш соотечественник. Это Егор Челиев, который в 1825 году описал усовершенствованную технологию производства вяжущего вещества на основе обожженной смеси известняка и глины. При жизни он был удостоен множества наград и получил чин статского советника, но после смерти, к сожалению, был практически забыт. И только в 1948 году его работы были обнаружены заново.

Наконец, мы подошли к изобретению портландецмента – той самой разновидности цемента, которая в наше время используется повсеместно. Технологию его изготовления запатентовал англичанин Джозеф Аспдин в 1824 году. Свое название материал получил потому, что цветом напоминал знаменитый «портлендский камень», добываемый на острове Портленд, который использовался для облицовки многих памятников архитектуры как в Британии, так и в других странах.

Спустя пару десятков лет сын Джозефа, Уильям Аспдин, доработал отцовскую технологию изготовления вяжущего вещества. Это был еще один шаг на пути к тому, что мы сейчас понимаем под словом «портландцемент». Однако работа над созданием новых, усовершенствованных видов цемента продолжается по сей день.

Как видите, история производства цемента насчитывает чуть более 200 лет. Но нам уже сложно представить современную стройку без него. От заливки фундамента под забор до возведения атомных реакторов из железобетона – во всех этих работах используется бетон на основе цемента.

Подведем итог.

Роль цементобетона в современном мире трудно переоценить. Эта простая на первый взгляд смесь щебня, песка, цемента и воды находит применение во всех областях бытового и промышленного строительства, а также в благоустройстве территории и смелых дизайнерских проектах. Материал имеет большое количество разновидностей, в том числе по назначению, структуре, типу заполнителя и весу. Для описания его качественных характеристик используются марки: по прочности, плотности, морозостойкости, водонепроницаемости и истираемости.