Строительные материалы: цемент, бетон и раствор

Большинство строительных работ осуществляются на базе материалов, основой которых является цемент, – цементно-песчаных растворов и бетонов. Цель этой статьи – помочь разобраться, в чем заключается разница между цементом, раствором на его основе, бетоном и железобетоном.

Цемент – характеристики, области применения

Цемент – широко используемое вяжущее вещество, изготавливается из неорганических компонентов. Представляет собой порошок, который при взаимодействии с водой превращается в пластичную массу. В результате реакций, происходящих между компонентами цемента и водой, масса сначала схватывается, а затем твердеет с образованием камневидного тела. Цемент в чистом виде не используется. Его применяют только в качестве компонента строительных растворов и бетонов.

Плотность цемента в насыпанном состоянии – 900-1300 кг/м³, после уплотнения – 1400-2000 кг/м³. В соответствии с ГОСТом 31108-2016 цемент разделяют на следующие типы:

• ЦЕМ I – портландцемент, наиболее распространенная разновидность этого материала, количество вспомогательных компонентов в нем не превышает 5%;
• ЦЕМ II – портландцемент с дополнительными компонентами, количество которых более 5%;
• ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
• ЦЕМ IV – пуццолановый;
• ЦЕМ V – композиционный.

Прочность цементных растворов и бетонов в значительной степени зависит от прочности цемента, которая по старому нормативу определяется маркой М (кгс/см²), а по новому – классом В (МПа). В соответствии с новым ГОСТом сегодня выпускаются цементы следующих классов прочности:

• В22,5 (М300);
• В32,5 (М400);
• В42,5 (М500);
• В52,5 (М600).

В частном строительстве чаще всего используется портландцемент классов В22,5, В32,5.

Строительные растворы на основе цемента

Строительные растворы – это материалы, изготавливаемые на основе вяжущих веществ, чаще всего – цемента. Помимо вяжущего, в растворах присутствует мелкофракционный компонент – песок. Растворы, в состав которых входят цемент, песок и вода, называют цементно-песчаными. По области применения их разделяют на: кладочные (в том числе для монтажных работ), облицовочные и штукатурные.

Основные свойства растворов регламентирует ГОСТ 28013-98. Прочность на сжатие характеризуют марками: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200. Для растворов, кроме марок М4 и М10, назначается и контролируется марка по морозостойкости.

Бетоны – виды и их основные характеристики

Разница между бетонами и цементно-песчаными растворами заключается в том, что бетон, помимо цемента, песка и воды, содержит крупнофракционный компонент – щебень. В пластичном состоянии этот материал называют бетонной смесью, в отвердевшем – бетоном. Одна из его главных характеристик – прочность, величина, равная нагрузке, которую образец может выдержать без разрушения. В стандартном варианте испытаниям подвергают бетонные образцы в возрасте 28 суток. Ранее прочность характеризовала марка, по новому нормативу – класс. В чем разница между маркой и классом бетона:

• Марка прочности М – средняя прочность бетона. Отклонение фактической величины от заявленной может составлять не более 5%. Единица измерения – кгс/см².
• Класс прочности В – гарантированная прочность с учтенной погрешностью. Единица измерения – МПа.

При выборе бетона для конкретной строительной задачи, помимо прочности, учитывают:

• Морозостойкость. Эта величина характеризует количество замерзаний-оттаивания, которое материал может выдержать без разрушения с потерей прочности до 5%. Обозначается буквой F. Для возведения мостовых опор, гидротехнических сооружений, зданий в регионах с суровым климатом используются только бетоны с высокой морозостойкостью – от F
• Водонепроницаемость. Указывает на способность материала противостоять проникновению воды в толщу конструкции. Обозначается буквой W, диапазон значений – 2-20. При строительстве фундаментов, эксплуатируемых в водонасыщенных грунтах, гидротехнических объектов, используются бетоны с высоким уровнем водонепроницаемости – гидротехнические.
• Подвижность. Эта временная величина характеризует подвижность пластичной смеси. Обозначается буквой «П», диапазон значений – 1-5. П1 – это малоподвижные материалы. Универсальные варианты – смеси П2-П3, разница между ними и бетоном П4 – более высокая подвижность последнего. Смеси П4 востребованы для заливки монолитных густоармированных конструкций.

Класс прочности бетона зависит от: класса прочности используемого цемента, марки щебня и процентного соотношения компонентов.

В каких сферах используются бетоны разных классов прочности:

• В7,5 (М100). Низкопрочный материал, используемый в подготовительных строительных работах в качестве подбетонки.
• В10-В12,5 (М150). Применяется в подготовительных работах, при обустройстве фундаментов под легкие строения на прочных грунтах.
• В15 (М200). Используется при строительстве легких фундаментов, заливке стяжек пола, изготовлении ЖБИ.
• В22,5 (М300). Наиболее популярная марка, востребованная повсеместно в малоэтажном строительстве и при производстве ЖБИ. Водонепроницаемость – W6, морозостойкость – от 200 циклов.
• В25 (М350). Используется в многоэтажном жилом и промышленном строительстве. Отличается высокой влагостойкостью.

Какая разница между бетоном и железобетоном

Бетон – искусственный камень, хорошо выдерживающий сжимающие нагрузки, и слабо – растягивающие. Для устранения этого недостатка бетонные изделия и конструкции усиливают арматурным каркасом – плоским или пространственным. Армированный бетон называют железобетоном.

Для изготовления каркасов используются стальные арматурные стержни или проволока. В единый каркас отдельные элементы, разделяемые на рабочие и монтажные, соединяют сваркой или связыванием.

Еще один вариант армирования – объемный. В этом случае применяются фиброволокна, изготовленные из стали, базальта, полимерных материалов, имеющие разную длину, толщину и фактуру. Объемное армирование может использоваться отдельно или в сочетании с арматурной сталью.

Вопросы-ответы