Виды бетона по типу заполнителя
В состав бетона входят два основных компонента: вяжущее вещество и сыпучий заполнитель.
Каждый из них выполняет свою функцию:
- Вяжущее склеивает между собой зерна заполнителя в прочный камень
- Заполнитель формирует каркас бетонного камня, который принимает на себя и перераспределяет нагрузку
Каждый из них в той или иной степени определяет свойства готового материала. В статье Виды бетона по типу вяжущего вы можете больше узнать о том, чем отличаются друг от друга бетоны на цементе, гипсе, извести, магнезии, полимерных и шлакощелочных вяжущих. В этой же статье мы поговорим о том, какие заполнители используют для изготовления этого материала.
Итак, большинство разновидностей бетона можно отнести к одной из двух групп:
Мы рассмотрим, из чего делают каждый из этих видов и чем они отличаются друг от друга. А в заключительном разделе вы найдете краткий обзор нескольких бетонов со специфическими заполнителями и особенными свойствами.
Тяжелый бетон
Это бетон с самыми высокими показателями плотности и прочности. Его используют в широком спектре работ. В первую очередь его применяют при возведении несущих конструкций, которые подвергаются высоким нагрузкам. Например, фундаментов и оснований, стен многоэтажных домов, колонн, столбов, балок, перекрытий, лестниц.
Основные требования к этому материалу приведены в ГОСТ 26633-2015.
Тяжелый бетон имеет такие характеристики:
- Класс по прочности – от В3,5 до В120
- Марка по прочности – от М50 до М1400
- Плотность – от 2000 (1800 для пескобетона) до 2500 кг/м3
- Водонепроницаемость – до W12
- Морозостойкость – до F1000
Помимо высокой прочности он также отличается хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью.
Тяжелый бетон бывает двух видов:
- Крупнозернистый
- Мелкозернистый
Давайте остановимся на каждом из них подробнее.
Крупнозернистый бетон
При его изготовлении используют крупный заполнитель с зернами от 5 до 40 мм в диаметре. Как правило, именно такой материал применяют при возведении различных зданий и сооружений, строительстве дорог и производстве железобетонных изделий (ЖБИ).
В таблице приведены основные достоинства и недостатки этого материала:
Плюсы | Минусы |
+ Высокая прочность
+ Хорошее сопротивление деформациям + Низкая усадка + Высокая износостойкость + Универсальность (такой материал применяется практически во всех видах работ) |
– Удобоукладываемость (смесь с крупным заполнителем сложно равномерно укладывать в опалубку и трамбовать)
– Наличие пустот между крупными зернами, в которых может скапливаться вода – Высокая стоимость из-за дороговизны качественного щебня (это касается регионов, в которых слабо развита горнодобывающая промышленность и которым приходится привозить щебень издалека) |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Роль крупного заполнителя в тяжелом бетоне могут играть разные материалы.
Обычно используют следующие:
- Щебень
Это камень, который получают путем дробления плотной горной породы. В зависимости от своего происхождения он может быть гранитным, диоритовым, амфиболитовым, серпентинитовым, базальтовым и так далее. Щебень считается самым лучшим заполнителем для бетона, потому что он хорошо сцепляется с вяжущим и имеет высокие показатели прочности.
Подробнее об этом материале читайте в нашей статье Щебень для бетона. - Гравий
В отличие от щебня, он образуется естественным образом – в процессе разрушения горных пород ветрами и водой. Его могут добывать в карьерах или водоемах. В первом случае материал представляет собой угловатые камни, а во втором – гладкие окатыши. По прочности и морозостойкости гравий уступает щебню. Как правило, его используют в менее ответственных работах.
Подробнее об этом материале читайте в нашей статье Гравий для бетона. - Гравийный щебень
Это обычный гравий, который дополнительно дробят. В ходе такой обработки малопрочные зерна размалываются в песок и отсеиваются, а более прочные – скалываются и приобретают шероховатую поверхность. Гравийный щебень по качеству превосходит обычный гравий. Его применяют для изготовления высокопрочного бетона в тех регионах, где нет своего щебня. - Вторичный щебень
Так называют дробленку строительных отходов: старого бетона, кирпича, шифера. Это побочный материал, который не проходит никаких проверок на соответствие ГОСТам. А еще в нем может встречаться посторонний мусор. Тем не менее, вторичный щебень стоит очень дешево и потому пользуется спросом. Его применяют в неответственных работах (например, при заливке столбиков забора) в целях экономии. - Шлаковый щебень
Шлаком называют пустую породу, которая образуется при выплавке чугуна из руды или сжигании угля. Его дробят и продают как щебень, который можно использовать и при изготовлении бетона. Свойства такого материала часто непредсказуемы: он может быть как совсем малопрочным, так и не уступать по прочности гранитному щебню. Но зато он стоит дешево и потому пользуется спросом в тех работах, где качество бетона не так принципиально.
Больше узнать об этом материале вы можете в статье Шлакобетон.
А в статье Применение крупнозернистого бетона вы можете ознакомиться с перечнем работ, в которых используется этот материал.
Мелкозернистый бетон
Он изготавливается на основе только мелкого заполнителя (с зернами менее 5 мм в диаметре), без добавления крупных камней. В обиходе его часто называют пескобетоном. Он имеет целый ряд отличий от крупнозернистой разновидности.
Достоинства и недостатки этого материала мы разместили в таблице:
Плюсы | Минусы |
+ Пластичность (пескобетону можно придать любую форму)
+ Возможность укладывать бетон тонким слоем (менее 20 мм) + Высокая водо- и морозостойкость + Повышенная прочность на растяжение и изгиб + Более низкая стоимость |
– Повышенный расход цемента
– Пониженная прочность на сжатие – Деформативность и высокая усадка – Твердость (пескобетон сложно сверлить и распиливать, для этого нужно специальное оборудование) |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Как и в случае с крупнозернистым бетоном, мелкозернистый может изготавливаться на основе разных материалов.
В качестве мелкого заполнителя применяют:
- Обычный песок
В зависимости от места и способа добычи он может быть карьерным, речным или намывным. Лучшим материалом для изготовления бетона считаются последние две разновидности. В них минимально содержание пылевидных частиц, глины и других посторонних примесей.
Подробнее об этом материале читайте в нашей статье Песок для бетона. - Кварцевый песок
От обычного он отличается повышенным содержанием кремнезема – не менее 95%. Это придает материалу характерный кремовый или белый цвет. Его добывают на особых месторождениях или получают дроблением кускового кварца. Такой песок имеет улучшенные характеристики, но и стоит дороже. На его основе изготавливают силикатный бетон. - Отсев
При дроблении щебня образуется сыпучий материал с зернами меньше 5-10 мм в диаметре. В ходе сортировки его отделяют от основного материала, а затем продают как дешевую альтернативу природному песку. Отсев имеет хорошую прочность и крепко сцепляется с цементом. Но в нем часто бывает высокое содержание пылевидных частиц, которые негативно сказываются на качестве бетона.
Подробнее об этом материале читайте в нашей статье Отсев для бетона.
Если вам интересно больше узнать об особенностях мелкозернистого бетона, его видах и сфере применения, рекомендуем ознакомиться со следующими статьями на нашем сайте:
А если вы хотите больше узнать о том, на какие еще виды делится тяжелый бетон, какие особенности он имеет и где применяется, то ознакомьтесь с нашей статьей Бетон на плотных заполнителях.
Легкий бетон
Такой бетон изготавливают на основе пористых заполнителей с насыпной плотностью менее 1200 кг/м3. За счет этого получается новый материал с особыми свойствами.
В таблице ниже приведено сравнение тяжелого и легкого бетонов по разным показателям:
Показатель / Вид бетона | Тяжелый бетон | Легкий бетон |
Плотность, кг/м3 | 2000-2500 | 200-2000 |
Классы (марки) по прочности | В3,5-В140
(М50-М1400) |
В0,35-В60
(М2-М800) |
Марка по морозостойкости | До F1000 | Не ниже F25-F75 |
Марка по морозостойкости | Высокая, не нормируется | Не более 0,7 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Как видите, легкий бетон значительно уступает тяжелому по прочности и морозостойкости. Зато он имеет пониженную плотность и – как следствие – более высокие теплоизоляционные характеристики. Его основная сфера применения – это жилищное строительство.
Заполнители в легком бетоне могут быть:
- Неорганическими (минеральными)
- Органическими
Давайте остановимся на каждом случае подробнее.
Легкий бетон на минеральных заполнителях
Это самая большая и распространенная группа легких бетонов. Именно ее обычно имеют в виду, когда говорят об этом материале.
Нормативные требования к ней приведены в ГОСТ 25820-2021 (отметим, что до 1 сентября 2022 года актуальным был ГОСТ 25820-2014).
Неорганические заполнители для легкого бетона могут иметь разное происхождение:
- Природное
Это горные породы, которые имеют пористую структуру. Как правило, они образуются в результате очень быстрого охлаждения лавы, излившейся на поверхность земли. Реже используют пористые породы осадочного происхождения, потому что они имеют низкую прочность.
В России месторождения вулканических пород встречаются редко (в основном на Дальнем Востоке), поэтому такие материалы почти не применяются. - Искусственное
Их получают путем обжига различных пород и минералов. В ходе такой термической обработки сырье вспучивается, становится пористым и легким.
Искусственные пористые заполнители используются повсеместно.
В следующей таблице приведены примеры пористых заполнителей для легкого бетона:
Заполнители природного происхождения | Заполнители искусственного происхождения |
Пемза
Вулканический или известняковый туф Ракушечник |
Керамзит
Аглопорит Шунгизит Вспученный перлит Вспученный вермикулит Шлаковая пемза Пеностекло |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Если вам интересно больше узнать об особенностях применения такого материала, ознакомьтесь с нашей статьей Бетон на пористых заполнителях.
Легкий бетон на органических заполнителях
Технически бетоном можно назвать любую смесь сыпучего заполнителя с вяжущим веществом. Отсюда – такое огромное разнообразие материалов. А в начале XX века производители пошли еще дальше и попробовали смешивать цемент не с минеральными заполнителями, а с органикой.
В результате получились два принципиально новых вида бетона:
Вид бетона | Заполнитель | ГОСТы |
Арболит | Древесная щепа
Костра Солома Измельченные стебли растений |
ГОСТ Р 54854-2011 |
Полистиролбетон (ПСБ) | Гранулы вспученного полистирола (пенопласта) | ГОСТ 33929-2016 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Разница между ними в том, что арболит изготавливают на основе природных растительных заполнителей, а полистиролбетон – на основе искусственного пластика.
Эти два материала имеют ряд важных особенностей:
Плюсы | Минусы |
+ Очень низкая плотность
+ Отличные теплоизоляционные свойства + Звукоизоляционные свойства + Повышенная прочность на растяжение и изгиб |
– Очень низкая прочность на сжатие
– Горючесть – Высокая стоимость |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Кроме того, у каждого из них есть своя специфика. Так, например, арболит активно впитывает воду и имеет низкую морозостойкость, а ПСБ, наоборот, хорошо переносит перепады температуры от плюса к минусу и обратно.
В следующей таблице мы разместили сравнительные характеристики арболита, полистиролбетона и других легких бетонов:
Показатель / Вид бетона | Легкий бетон на минеральных заполнителях | Легкий бетон на органических заполнителях | |
Арболит | Полистиролбетон | ||
Средняя плотность, кг/м3 | 200-2000 | 300-1000 | 150-600 |
Марки (классы) по прочности на сжатие | М2-М800
(В0,35-В60) |
М5-М50
(В0,35-В3,5) |
М2-М20
(В0,35-В2,5) |
Теплопроводность, Вт/(м·°С) | Не более 0,7 | 0,06-0,17 | 0,051-0,135 |
Марка по морозостойкости | Не ниже F25-F75 | Не ниже F25 | F35-F300 |
Группа горючести | НГ (негорючий) | Г1 (слабогорючий) |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Больше узнать о том, в чем арболит и полистиролбетон схожи друг с другом, а в чем различаются, вы можете в статье Бетон на органических заполнителях.
Также вы можете ознакомиться с другими нашими статьями по теме:
Другие виды бетона по типу заполнителя
Выше мы рассмотрели основные разновидности бетона, которые широко применяются в строительных работах. Но ими все многообразие материала не ограничивается. Иногда его могут изготавливать на основе особенных, специфических заполнителей.
В таблице ниже приведены примеры таких заполнителей и краткая характеристика бетонов на их основе:
Вид бетона | Заполнитель | Характеристика |
Грунтобетон | Грунт | Он представляет собой смесь вяжущего вещества и глинистого грунта (глины, суглинка, супеси) в виде дробленки или гранул. Отличными показателями такой материал похвастаться не может, но зато стоит очень дешево. Чаще всего его используют для обустройства оснований, фундаментов под небольшими постройками и домами, укрепления насыпей и благоустройства территории. |
Фибробетон | Фибра | Роль заполнителя в таком бетоне, помимо щебня и песка (или даже вместо них), выполняет волокно. Оно может быть стеклянным, стальным, базальтовым, полимерным и так далее. Эта фибра армирует бетон, увеличивая его прочность и – самое важное – стойкость к образованию трещин при изгибе и растяжении. Фибробетон с крупными заполнителями (щебнем, гравием) применяется для возведения несущих конструкций, которые подвергаются высоким нагрузкам, а без них – для создания сложных архитектурных форм и надежных промышленных полов. |
Особо тяжелый | Чугун
Магнетит Барит Гематит Лимонит |
Этот бетон имеет очень высокую среднюю плотность – больше 2500 кг/м3. В гражданском строительстве он не применяется. Основная область его использования – это возведение радиационно-защитных конструкций на предприятиях и объектах особого назначения. |
Огнеупорный | Бой шамотного кирпича
Шлак ферросплавных заводов Корунд Цирконий Магнезит Хромит |
В сочетании с особыми вяжущими (глиноземистым цементом, жидким стеклом и другими) эти заполнители придают бетону высокую жаростойкость. Такой материал может выдерживать температуры более 1000°С. Он применяется в основном в промышленности – для производства котлов и футеровки печей. Но и в гражданском строительстве он востребован при обустройстве каминов, дымоходов, печей и мангалов. |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Этот список нельзя считать полностью исчерпывающим. Ведь он постоянно пополняется новыми, еще более оригинальными видами бетона. Но в рамках одной статьи их все охватить просто невозможно.
Если вам интересно больше узнать о бетонах с особенными заполнителями, рекомендуем ознакомиться со следующими статьями на нашем сайте:
- Грунтобетон
- Фибробетон
- Радиационно-защитный бетон
- Термостойкий бетон
- Применение грунтобетона
- Применение фибробетона
- Применение особо тяжелого бетона
- Применение огнеупорного бетона
Подведем итог.
Заполнитель – это один из обязательных компонентов бетонной смеси. Именно на него приходится основной объем затвердевшего камня.
Функцию наполнителя бетонной смеси выполняют самые разные материалы. Так, в состав тяжелого конструкционного бетона могут входить щебень, гравий, песок и отсев. Легкие бетоны изготавливаются на основе пористых пород (туфа, пемзы, ракушечника), искусственных заполнителей (керамзита, вспученного перлита, аглопорита и других), а также органических материалов (древесины и пенопласта). Существуют также особые виды бетона на основе связных грунтов, фибры, чугуна, магнетита, циркония и других специфических заполнителей. У каждого из них – своя особенная область использования.
Рекомендуем также ознакомиться со следующими нашими статьями: