Применение тяжелых бетонов: Понятие, состав и применение тяжелого бетона

Применение тяжелого бетона – область использования

Тяжелый бетон – это прочный строительный материал с высокой плотностью. Он состоит из трех основных компонентов: вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителей. Именно благодаря использованию плотного щебня разных фракций, мелкого и среднего песка и тщательной трамбовки раствора сразу после укладки достигается высокая плотность тяжелого бетона. Для придания раствору дополнительных свойств в него вносят пластификаторы и другие добавки. Применяется материал в несущих конструкциях, которые постоянно подвергаются высоким нагрузкам или неблагоприятному воздействию внешней среды.

• Применение тяжелого бетона

• Что такое тяжелый бетон

• Где применяется тяжелый бетон

• Применение тяжелого бетона в строительстве

• Применение тяжелого бетона в дорожном строительстве

• Применение тяжелого бетона для благоустройства территории

• Применение тяжелого бетона в инженерии

• Применение тяжелого бетона в производстве ЖБИ

• Применение тяжелого бетона для мебели

• Применение тяжелого бетона в декоре

• Достоинства и недостатки тяжелого бетона

В этой статье мы расскажем об основных сферах использования тяжелого бетона, его достоинствах и недостатках. Вы узнаете, в каких областях он востребован и для каких работ подходит. Чтобы информация лучше усвоилась, в начале мы коротко скажем об основных характеристиках этого материала.

Что такое тяжелый бетон

Тяжелый бетон может иметь различные показатели по основным характеристикам, в зависимости от множества факторов. Вы можете сами в этом убедиться, изучив таблицу ниже.

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

Как видно из приведенного выше списка показателей, характеристики тяжелого бетона могут быть разными – в широком диапазоне. На это влияют, например, такие факторы как качество и соотношение компонентов, наличие специальных добавок, способ укладки и так далее. Такой разброс в показателях позволяет использовать материал практически во всех сферах.

Изготавливают тяжелый бетон из таких составляющих:

• Вяжущего вещества
  Чаще всего используется цемент марок М100-М600, иногда полимеры, жидкое стекло, гипс, известняк либо магнезиальное вяжущее.
• Мелкий наполнитель
  Используют в основном песок средней и крупной фракции с размером зерен 1,5-5 мм.
• Крупный наполнитель
  Для изготовления тяжелого бетона берут щебень из плотных горных пород – гранита, гравия, плотного известняка, серпентинита, амфиболита, базальта. Прочность щебня должна быть не менее М800 (для классов В25 и выше – от М1200). Используются фракции от 5-10 до 80-120. Нередко для изготовления бетона берут смесь щебня из мелких и крупных фракций, чтобы получить более плотную смесь.

Тяжелый бетон может изготавливаться без крупного наполнителя – в этом случае получают его мелкозернистую разновидность. Если вместо цемента используется магнезиальное вяжущее или жидкое стекло, материал обретает повышенную устойчивость к высоким температурам, многим химическим веществам и механическим повреждениям.

При необходимости в раствор вносят:

• Различные пластификаторы, которые позволяют уменьшить количество воды в растворе, увеличить пластичность и прочность бетона
• Добавки, регулирующие время застывания раствора (удлиняющие либо сокращающие)
• Неорганические соли металлов – они заполняют поры и трещины, что повышает водонепроницаемость бетона; таким образом получают гидротехнические бетоны
• Гидрофобные добавки (соли органических кислот) – в этом случае поверхность бетона становится водоотталкивающей
• Шлак, золу уноса, шамот, жидкое стекло – эти добавки повышают устойчивость бетона к высоким температурам
• Сульфат кальция – он повышает устойчивость бетона к сульфатам
• Цветной цемент и другие декоративные заполнители

В следующей части статьи мы подробно опишем, как используется тяжелый бетон в разных областях.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки

Подробнее о нас читайте здесь

7 904 179–31–56

Валентин Юрьевич Швец

Директор «БетонСтрой»

Где применяется тяжелый бетон

Тяжелый бетон смело можно назвать самой распространенной разновидностью. Он используется во всех сферах, где необходим прочный и долговечный материал.

В данном тексте мы на конкретных примерах опишем, как применяют тяжелый бетон в:

• Строительстве
• Дорожном строительстве
• Благоустройстве
• Инженерии
• Производстве ЖБИ
• Производстве мебели
• Декоре

Сперва мы разберем, как используют тяжелый бетон в самой популярной области – строительстве.

Применение тяжелого бетона в строительстве

Тяжелый бетон – один из самых востребованных материалов в строительстве. Его используют как на промышленных, так и частных объектах. Из тяжелого бетона делают элементы зданий, которые будут подвергаться большим нагрузкам, воздействию влаги, солей.

Материал пригодится для таких видов работ:

• Закладки фундаментов всех типов
• Сплошных перекрытий между этажами
• Сплошных стен
• Балок и ригелей
• Несущих колонн и конструкций
• Столбиков забора
• Фундамента под забором
• Пола в гараже
• Пола по грунту
• Стяжки пола
• Лестниц
• Дренажных систем
• Подушки под фундаментом
• Гидроизоляционной отделки фундамента
• Создания оснований под фундаментом

Для каждого вида работ может понадобится своя разновидность тяжелого бетона – на жидком стекле или гипсе, без крупного наполнителя или со специальными добавками.

Давайте детальнее разберем способы использования материала на конкретных примерах:

• Допустим, вы закладываете фундамент под частным домом. Для него можно использовать только тяжелый бетон, состоящий из цемента, крупного и мелкого заполнителя. В роли крупного заполнителя в основном берут щебень из гранита, известняка или гравия фракций 5-20, 20-40, 40-70. Мелким наполнителем выступает песок, реже отсев.
• У вас на участке высокий водоносный горизонт? Чтобы защитить фундамент от влаги, его можно обработать гидрофобными добавками. Кроме того, для внешней отделки можно использовать тяжелый мелкозернистый гидроизоляционный бетон с водонепроницаемостью выше W8-W12.
• Например, в доме делают перекрытие между этажами. Для него можно использовать как тяжелый, так и легкий бетон. Если это многоэтажное здание, подойдет только первый вариант. А вот в доме на 2-3 этажа делать перекрытие из тяжелого бетона совсем не обязательно. Легкая разновидность стоит дешевле и лучше сохраняет тепло.
• По проекту в здании делают сплошные бетонные стены. Какую разновидность материала для такой работы лучше выбрать? Один из самых современных вариантов – несъемная опалубка из легкого бетона и внутреннее заполнение из тяжелой разновидности. Легкий бетон обеспечит теплоизоляцию и звукоизоляцию, а тяжелый – прочность конструкции.
• Вам нужно залить фундамент под забор? Для такой работы нужен прочный и не слишком дорогой материал. Вы можете использовать тяжелый бетон на основе известнякового щебня марок М150-М200.
• Допустим, вы делаете в доме пол по грунту. Чтобы он не сырел, бетон должен быть плотным и водонепроницаемым. Таким требованиям отвечает тяжелая разновидность. Но материал проводит тепло, поэтому пол будет холодным. Решить проблему поможет слой легкого теплоизоляционного бетона, который заливают поверх тяжелого.

Дальше вы узнаете, как используется тяжелый бетон в дорожном строительстве.

Применение тяжелого бетона в дорожном строительстве

Современные асфальтированные дороги обязательно строятся на бетонной подушке. Такое основание выдерживает значительные динамические и статические нагрузки. Поверхность такой дороги не проседает, на ней не образуются ямы и бугры. Бетон должен быть прочным и плотным, поэтому в данном случае используется его тяжелая разновидность.

Материал применяют для:

• Оснований дорожной одежды
• Однослойных покрытий
• Верхних и нижних слоев двухслойных покрытий
• Обочин и бордюров
• Ремонта

Для каждой из перечисленных работ используется своя разновидность тяжелого бетона, с определенным составом, добавками, маркой по прочности и истираемости.

Разберем особенности применения тяжелого бетона в дорожном строительстве на нескольких примерах:

• В новом районе города строят магистральную улицу. По проекту ее основание должно быть бетонным. Поскольку трафик на такой улице большой, нужно выбирать тяжелый бетон высоких марок – М200-М250. В качестве наполнителей в нем используют гранитный, амфиболитовый или прочный гравийный щебень.
• Нужно подобрать материал для однослойного дорожного покрытия? Один из самых надежных вариантов – тяжелый бетон марок М300-М400 с мелкой фракцией гранитного щебня. Сверху его следует обработать гидрофобным составом, чтобы вода на дороге не задерживалась.
• Допустим, вдоль трассы нужно сделать бордюр. Материал с оптимальным соотношением цены и качества для него – тяжелый бетон. Бордюр лучше всего сделать из мелкозернистой разновидности, на основе песка и цемента, без крупного наполнителя. Вместо песка можно также использовать отсев.
• На дороге образовалась яма. Для качественного ремонта необходимо восстановить не только асфальтовое покрытие, но и все слои, вплоть до основания. Поэтому в ходе работ внутри периметра ямы удаляют не только асфальт, но и основание, нижний и верхний слои покрытия. Затем туда засыпают новый слой песка и щебня. Последующие слои восстанавливают с применением тяжелого бетона марок М200-М300 или тех, которые были изначально заложены при строительстве.

В следующей главе вы узнаете, как тяжелый бетон используется в благоустройстве территории.

Применение тяжелого бетона для благоустройства территории

В пределах городской застройки, на частных территориях, в промышленных зонах можно увидеть много объектов, сделанных из бетона. В большинстве случаев для их сооружения используется тяжелая разновидность материала. Здесь она ценится в первую очередь за высокую устойчивость к воздействию агрессивных факторов внешней среды – перепадам температур, влаге, ветру.

Тяжелый бетон применяют для таких работ по благоустройству территории:

• Заливки и оснований тротуаров
• Заливки и оснований велосипедных дорожек
• Бордюров
• Садовых дорожек
• Площадок и общественных пространств
• Спортивных площадок
• Скейтпарков
• Подъездов к домам
• Парковок и стоянок
• Фонтанов
• Искусственных прудов
• Бассейнов

Давайте рассмотрим особенности применения тяжелого бетона в благоустройстве территории на нескольких примерах:

• На городской улице оборудуют велосипедную дорожку. Для надежности ее решили залить бетоном. Следует выбирать материал с высокой прочностью и плотностью. Он прослужит дольше, не будет разрушаться от воды и мороза. Ведь в таком бетоне меньше пор и микротрещин, в которые может заходить вода, – значит, при низких температурах она не превратится в лед, не увеличится в объеме и не разрушит дорожку.
• Вы собираетесь сделать дорожку в саду? Один из вариантов – залить ее бетоном. Себестоимость такой дорожки высокая, но прослужит она десятилетиями. Для заливки следует выбирать тяжелый бетон марки М150-М200. Для большей надежности обработайте поверхность после затвердения гидрофобными добавками.
• В жилом квартале оборудуют стоянку для автомобилей. Покрытие делают капитальным, чтобы оно долгое время не нуждалось в ремонте и выдерживало вес десятков машин. Для заливки выбирают тяжелый бетон марок М200-М250 с гравийным щебнем фракций 5-20 и 20-40. Для выравнивания поверхности выбирают мелкозернистый тяжелый бетон на основе отсева.
• В городском парке оборудуют фонтан. Для заливки чаши берут тяжелый бетон с гранитным щебнем фракции 5-20. При замесе в него добавляют пластификаторы и нитрат кальция. Также раствор обязательно уплотняют вибромашиной. В результате получается плотный гидротехнический бетон, устойчивый к воздействию воды.

Дальше вы узнаете, для каких инженерных конструкций нужен тяжелый бетон.

Применение тяжелого бетона в инженерии

Тяжелый бетон – основной компонент большинства инженерных конструкций. Этот материал может выдерживать практически любые нагрузки, не разрушается под воздействием факторов внешней среды. Для различных элементов используется тяжелый мелкозернистый бетон, гидротехнический, устойчивый к воздействию кислот и солей, сверхпрочный. Но в основном инженерные конструкции сооружают из стандартного материала крупным и мелким наполнителем и добавлением пластификаторов.

Тяжелый бетон используется в таких инженерных конструкциях:

• Мостах, эстакадах и путепроводах
• Колодцах и дренажных системах
• Резервуарах для фермерских стоков
• Нефтепроводах и водопроводах
• Плотинах, дамбах, причалах, каналах
• Шахтах, бункерах и подземных хранилищах
• Зданиях электростанций
• Зданиях заводов и фабрик
• Метрополитене
• Металлургических цехах
• Банковских хранилищах
• Военных объектах
• Зданиях аэропортов
• Взлетных полосах аэродромов

Чтобы стало понятно, как тяжелый бетон используется в тех или иных инженерных конструкциях, мы приведем несколько примеров:

• Допустим, через реку строят мост. Для большинства его элементов используется тяжелый бетон. Но в разных местах применяют несколько разновидностей. Например, нижняя часть опор должна быть сделана из гидротехнического бетона с высокой плотностью и специальными добавками. Верхнюю часть можно сделать из обычного тяжелого бетона, но сверху ее нужно покрыть гидроизоляционным слоем, обработать гидрофобным составом. Несущие элементы конструкции делают из прочного тяжелого бетона на гранитном щебне. Ограждения и отдельные пролеты можно сделать из легкого бетона, чтобы уменьшить нагрузку на опоры и основания.
• На ферме оборудуют резервуар для стоков. Его функция – не только собирать отходы животноводства, но и не пропускать их в грунт. Бетон для такой емкости должен быть плотным, устойчивым к влаге, кислотам, сульфатам и другим солям. Чтобы получить подходящий материал, для него используют цемент с минимальным содержанием трехкальциевого алюмината. После заливки смесь трамбуют вибромашиной. Внутренние стенки резервуара можно покрыть тяжелым бетоном на основе жидкого стекла.
• Представьте, что у побережья оборудуют причал. Часть конструкции постоянно находится под водой, а часть периодически омывается. Для строительства лучше всего использовать тяжелый гидротехнический бетон, устойчивый к сульфатам.
• Например, началось строительство атомной электростанции. Многие ее элементы будут сделаны из бетона. Материал выполняет не только конструкционную, но и защитную роль. Для административных зданий и пульта управления можно использовать обычный тяжелый бетон. Иногда в качестве наполнителя в нем применяется серпентинитовый щебень. А вот в местах, где есть опасность облучения, используют особо тяжелый бетон плотностью больше 2500 кг/м3 и специальными добавками, препятствующими проникновению радиации.
• Допустим, идет строительство металлургического цеха. Все материалы, которые используются при возведении, должны быть устойчивыми к высоким и очень высоким температурам. Это касается и бетона. Для стен зданий берут тяжелый бетон с добавками шлака либо золы уноса. Футеровку доменных печей проводят материалом на основе жидкого стекла, способным выдерживать очень высокую температуру.

В следующей главе мы расскажем, как используют тяжелый бетон в производстве ЖБИ.

Применение тяжелого бетона в производстве ЖБИ

Армированные изделия должны быть прочными, и тяжелый бетон хорошо решает такую задачу. Именно поэтому материал является основным при изготовлении большинства железобетонных изделий.

Тяжелый бетон используют для производства таких видов ЖБИ:

• Плит для фундаментов
• Плит для перекрытий
• Плит для каркасов зданий
• Плит для дорожных покрытий
• Железнодорожных шпал
• Плит для покрытий аэродромов
• Элементов инженерных конструкций
• Столбов электропередач
• Столбов для ограждений
• Напорных и безнапорных труб
• Колец для колодцев
• Тетраподов

Давайте рассмотрим несколько примеров применения тяжелого бетона для ЖБИ:

• Представьте, что компания строит панельный дом. Для каркаса здания используются армированные плиты на основе тяжелого бетона марки М400-М500. Именно на них будет ложиться основная нагрузка. Перегородки и внешние панели делают из легкого бетона, чтобы облегчить конструкцию и обеспечить теплоизоляцию.
• Например, на заводе изготавливают железнодорожные шпалы. Они должны выдерживать вибрацию, создаваемую проезжающими поездами. Поэтому для их изготовления берут тяжелый бетон. Также часто используют его мелкозернистую разновидность либо смесь с щебнем фракции 5-10. Изделия дополнительно обрабатывают гидрофобными добавками.
• Проводится капитальный ремонт взлетной полосы аэродрома. Для основания решили использовать готовые железобетонные плиты. Основные требования к ним – высокая прочность на сжатие, изгиб и растяжение, низкая истираемость, устойчивость к вибрации и влаге. Чтобы удовлетворить все эти запросы, плиты делают из тяжелого бетона марки М550-М600, дополнительно пропитывают их гидрофобным составом из солей органических кислот.
• Вам нужно купить столбы для забора? Пролеты будут сделаны из кирпичной кладки, а ворота – из кованного железа. Для такого капитального ограждения лучше всего подойдут столбики из армированного тяжелого бетона марок М200-М250. Они не перекосятся и выдержат вес всей конструкции.
• Для укрепления морской береговой линии устанавливают тетраподы. Их изготавливают из тяжелого бетона с железной арматурой. Кроме того, материал должен быть сульфатостойким и водонепроницаемым. Достигают этого с помощью использования специального цемента и тщательного уплотнения смеси.

В продолжении статьи вы найдете информацию о том, как используется тяжелый бетон для производства мебели.

Применение тяжелого бетона для мебели

Тяжелый бетон используют в основном для уличной мебели. Ведь на нее действуют высокие и низкие температуры, влажность, осадки. Чтобы мебель не испортилась, бетон должен быть прочным и устойчивым к неблагоприятным факторам внешней среды. Но и для некоторых видов домашней мебели – например, столешниц или раковин – этот вид бетона также подойдет.

Чаще всего мебель производят из мелкозернистого тяжелого бетона. Он пластичный, легко заливается в форму и выравнивается. В некоторых случаях в растворы добавляют мелкий щебень фракции 5-10 или отсев.

Тяжелый бетон используют для:

• Парковых скамеек
• Садовых столиков
• Столешниц
• Барных стоек
• Вазонов
• Раковин
• Каминов

Приведем несколько примеров:

• В городском парке решили сделать скамейки. Чтобы они были прочными и долговечными, для изготовления выбрали бетон. Для скамеек можно использовать более дешевый легкий вид, но он нуждается в специальной гидроизоляционной отделке. Более надежный вариант – тяжелый мелкозернистый бетон. Он достаточно водонепроницаемый и морозоустойчивый. Высокая пластичность материала позволяет сделать скамейку любой формы.
• Вы хотите сделать на кухне бетонную столешницу? У нее должна быть низкая истираемость и достаточно высокая прочность. Ведь во время работы на кухне поверхность стола легко повредить. Кроме того, водонепроницаемая столешница служит дольше. Получить ее можно, использовав тяжелый мелкозернистый бетон или смесь с мелким щебнем. Он прочный, его плотная структура не позволяет влаге проникать внутрь. Если использовать цветной камень, можно получить еще и оригинальную декоративную поверхность.
• Вы хотите оборудовать в ванной раковину из искусственного камня? Для нее лучше всего подойдет тяжелый гидротехнический бетон высокой плотности, обработанный гидрофобными добавками. Материал не разрушится под воздействием воды, не будет впитывать влагу.
• Вы хотите сделать в комнате камин? Для него можно использовать как легкий, так и тяжелый мелкозернистый бетон. Но в раствор обязательно нужно будет внести огнеупорные компоненты – лучше всего, измельченный шамотный кирпич. Для каминов также подойдет тяжелый бетон на основе жидкого стекла. Но этот материал достаточно дорогой, поэтому его чаще используют для футеровки внутренних стенок.

В предпоследней главе нашей статьи мы расскажем, как тяжелый бетон используется в декоре.

Применение тяжелого бетона в декоре

Для декора, как и для мебели, чаще всего используют тяжелый мелкозернистый бетон. Смеси нередко готовят на цветном цементе, окрашенном жидком стекле. В них добавляют мелкие фракции щебня из красного и серого гранита, мрамора, светлого диорита, серпентинита.

Из тяжелого бетона делают такие декоративные элементы:

• Лепнину
• Заливные полы
• Ограждения
• Фигурную тротуарную плитку
• Декоративные колонны и балки
• Балясины для лестниц
• Декоративные элементы каминов
• Украшения для участков (реже для дома)

Посмотрим на примерах, как лучше использовать тяжелый бетон в декоре и чем можно его заменить:

• Вы хотите украсить свой дом лепниной? Если она будет находиться снаружи дома, то тяжелый мелкозернистый бетон будет оптимальным вариантом. Он устойчив к влаге и перепадам температур, и лепнина прослужит долго. Для работ внутри дома лучше брать гипс или легкий бетон. С этими материалами легче работать.
• В последнее время стали очень популярными цветные заливные полы. Чаще всего их делают из тяжелого бетона на магнезиальном вяжущем. Такой пол лучше всего подойдет для общественного здания, прихожей или гостиной в доме.
• Вы хотите выложить плиткой садовую дорожку, но в строительных магазинах продаются лишь большие партии? Или вас не устраивает стандартная форма плитка? Из такой ситуации есть выход – сделать плитку самому из тяжелого бетона марки М200-М250, использовав готовые или самостоятельно сделанные формы. Цемент для изготовления лучше взять цветной. К нему в тон можно подобрать мелкий щебень или отсев (гранитный, мраморный, серпентинитовый). Но можно сделать плитку и из мелкозернистого бетона, состоящего только из песка и вяжущего.
• Вы хотите сделать на своем участке большие стационарные вазоны для декоративных кустов? Если у вас уже есть готовые формы, остается выбрать материал. Лучше всего использовать тяжелый мелкозернистый бетон. Как и в предыдущих примерах, в раствор можно добавить цветной цемент или камень, окрашенный песок. Чтобы вазон не пропускал влагу, в бетонный раствор вносят нитрат кальция. Эта соль плотно заполняет поры и делает материал практически водонепроницаемым.

Теперь вы знаете, как используется тяжелый бетон в разных областях. Его широкое применение связано с целым рядом его достоинств. Хотя стоит отметить, что есть у материала и свои недостатки. О них мы поговорим в заключительном разделе статьи.

Тяжелый бетон – это такая разновидность материала, которая применяется во всех областях и является самой распространенной. Это связано с целым рядом его положительных качеств.

К достоинствам тяжелого бетона относят:

• Высокую прочность на сжатие, растяжение и изгиб
• Высокую водонепроницаемость
• Отличную морозостойкость
• Низкую истираемость
• Долговечность
• Возможность с помощью различных добавок придать материалу дополнительные свойства (высокую пластичность, водонепроницаемость, жароустойчивость, кислотоустойчивость)
• Возможность приготовить раствор самостоятельно
• Доступную цену

Недостатков у тяжелого бетона немного.

К ним можно отнести:

• Высокую теплопроводность
  В домах, стены и фундаменты которых сделаны из тяжелого бетона, бывает холодно. Поэтом они требуют дополнительной теплоизоляции.
• Высокую звукопроводимость
  Через плотный материал легко проходят звуки. Без специальной изоляции в многоквартирном доме будет слышно все, что делают соседи.
• Большой вес
  Для некоторых конструкций вес отдельных элементов критически важен. Если они не несут больших нагрузок, тяжелый бетон в них заменяют на легкий.

Подведем итог.

Тяжелый бетон – это целая группа материалов, которые отличаются высокой плотностью и весом. Его можно использовать практически для любых работ. О том, как правильно выбрать разновидность материала, вы можете прочитать не только в этой, но и в других статьях нашего сайта. Рекомендуем вам для этого наш раздел Виды бетона и их применение. Там есть информация о применении специальных тяжелых бетонов – огнеупорного, мелкозернистого, сульфатостойкого и других. Если же к материалу не предъявляются особые требования, его можно легко приготовить самостоятельно.

Особо тяжелые бетоны — Надежная защита оборудования и людей от опасного излучения, радиоактивного фона

Особо тяжелые бетоны повсеместно используются на АЭС и объектах, где установлены радиоактивные элементы. Эти цементы без проблем защищают оборудование и людей от опасного излучения, радиоактивного фона. С помощью рассматриваемых материалов устраняется гамма-излучение, способное преодолеть практически любое препятствие.

По мере увеличения удельной плотности бетона, повышаются и его защитные характеристики. Отличительная черта материала – присутствие в составе добавок с химической связанной водой, которая препятствует проникновению опасного излучения.

Улучшение технических и эксплуатационных характеристик цементного состава достигается за счёт применения особых заполнителей, плотность которых варьируется от 5 до 6.4 г/см3. Зачастую речь идёт о таких компонентах, как барит (он же сульфат бария). Это горная порода, в составе которой концентрация вещества достигает 95%. По своим эксплуатационным и техническим характеристикам барит сопоставим с гравием и щебнем. Прочность на сжатие у материала достигает 50 МПа.

Использование мелкодисперсного сульфата бария замедляет скорость затвердевания цементного состава.

Масса одного кубометра бетона не превышает 3.7 тонн, при соотношении вышеперечисленных компонентов 1:4,6:6,4. Оптимальная прочность цемента достигается спустя 28 дней – 430 кг/cм2. Если увеличить пропорцию воды и цемента до 0.9, значение прочности сокращается до 245 кг/см2. Принимая во внимание указанные пропорции, важно придерживаться рекомендуемых долей компонентов. В противном случае качество особо тяжелых бетонов резко падает, что чревато самыми печальными последствиями.

Составные части для таких цементов смешиваются только на узкоспециализированных предприятия, самостоятельно их подготовить практически невозможно. Особо тяжёлые бетоны заводского производства, подготавливаются с применением новых технологий. Человеческий фактор в данном случае исключается полностью. За счёт этого не только выдерживаются идеальные пропорции, но и компоненты вводятся в состав строго дозировано, по времени.

Ценообразование особо тяжелых бетонов

Для особо тяжелых бетонов характерны некоторые особенности в вопросе ценообразования. Если говорить об обычных бетонных смесях, то именно на цемент приходятся наибольшие финансовые затраты. Итоговая стоимость состава пропорциональна количеству цемента в нем. В случае с особо тяжелыми бетонами ситуация несколько иная.

Для подготовки рассматриваемого материала используют специализированные заполнители. Они повышают стоимость готового состава, как и ряд сопутствующих факторов. Цемент по цене практически сопоставим с другими компонентами, использующимися при изготовлении особо тяжелых бетонов. Как следствие, материал на выходе получается дорогостоящим.

Он практически не используется в сегменте обычного строительства, но повсеместно применяется при сооружении специализированных объектов.

Состав особо тяжелых бетонов

Для производства особо тяжелых бетонов используют несколько типов металлических руд, на которых стоит остановиться подробнее.

1. Лимонит – природные минералы, поглощающие как гамма-излучение, так и не менее опасные нейтроны. Плотность его не превышает 3.5 т/м3. Внесение в состав цемента позволяет получить материал весом порядка 2.8 тонн из расчёта на 1 кубометр. Особенность лимонитового бетона – высокая концентрация связанной воды.
2. Гематитовые руды на основе красного железняка. Плотность этого материала составляет порядка 4.3 т/м3. Если воспользоваться этим заполнителем для изготовления бетона, его плотность составит порядка 3.5 т/м3.
3. Магнетит. Речь идёт о железной руде слабокислого типа, плотность которой варьируется от 4.5 до 5 т/м3. Граничное значение прочности на сжатие – 200 МПа. Применение магнетитового щебня способствует повышению плотности бетона до 4 т/м3. Особо тяжелый бетон характеризуется высокими эксплуатационными и прочностными свойствами.


Для возведения некоторых объектов требуется обеспечить плотность выше 5 т/м3. В этом случае специалисты используют крупный чугунный лом или крошку. Производственные отходы из чугуна или стали обеспечивают высокий уровень защиты гамма-лучей, при этом толщина готовых бетонных экранов оказывается гораздо ниже, чем у традиционных материалов.

Проблемы возникают на этапе укладки бетонных изделий, ввиду того, что плотность чугуна наибольшая среди компонентов состава. Не стоит забывать – у мелкой дроби подходящая форма для перемещения в составе под действием силы тяжести. Важно отметить, что гравитация оказывает отрицательное воздействие на особо тяжелые бетоны в жидком состоянии.

Плотные и крупные фракции постепенно опускаются к низу, вследствие чего состав теряет свою однородность. Данное свойство корректирует характеристики бетонного состава в сторону уменьшения его прочности. Малая подвижность особо тяжелых бетонов – залог продолжительной эксплуатации готового объекта.

Использование железного лома имеет и ряд недостатков. В первую очередь это высокая вероятность формирования вторичных источников радиации. Металл накапливает в себе радиоактивные элементы. Что касается барита, то у него нет таких свойств, поэтому его использование гораздо предпочтительнее. Во вторую – физические характеристики и свойства компонентов, облученных нейтронным пучком, изменяются. Вследствие этого прочностные характеристики готовой конструкции уменьшаются.

Область применения

Вне зависимости от уровня тяжести, раствор делят на несколько типов, учитывая предполагаемую область применения.

• специальный;
• промышленный.


Особо тяжелые цементы используют для сооружения железобетонных объектов. Минеральные примеси повышают прочность и срок эксплуатации здания. Дополнительно такие составы подвергают термической обработке.

Бетон высокой плотности с радиационной защитой Применение в строительстве

🕑 Время чтения: 1 минута

Бетон высокой плотности с радиационной защитой производится путем смешивания тяжелого заполнителя, цемента, воды и специальных добавок. Обсуждается применение радиационно-защитного бетона.
Заполнители для бетона высокой плотности для радиационной защиты представляют собой железную дробь и стальную штамповку, которые используются для производства бетона с высокой плотностью. Другими типами тяжелых заполнителей, которые используются для производства бетона средней и низкой плотности, являются барит, магнетит, лимонит, гетит и ильменит.
Существует ряд добавок, которые добавляют к бетону с высокой плотностью радиационной защиты для улучшения экранирующих свойств бетона. Примерами добавок являются борная фритта, борокальцит и колеманит.
Бетон с радиационной защитой высокой плотности имеет различные, но специфические области применения, которые будут обсуждаться в следующих разделах.

Рис. 1: Бетонные блоки с высокой плотностью радиационной защиты

Содержание:

• Применение бетона с высокой плотностью радиационной защиты
  • Применение бетона с высокой плотностью радиационной защиты в ядерной промышленности Таблица из двух элементов:

  -1 Типичные бетонные смеси

  • Другие области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности

Ниже приведены области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности, которые обсуждаются:

• В атомной промышленности
• Другое применение

Применение радиационно-защитного бетона высокой плотности в атомной промышленности

Основное применение радиационно-защитного бетона высокой плотности приходится на атомную промышленность. Различные излучения высвобождаются на электростанциях и объектах, в которых происходит повторная переработка ядерных материалов, и в этой ситуации роль этого типа бетона играет роль, и он обеспечивает биологическую защиту от всех видов вредных излучений.
На Рисунке 2 и Рисунке 3 показаны атомная электростанция и завод по переработке ядерных материалов, соответственно, в которых необходима биологическая защита.

Рис. 2: Атомная электростанция

Рис. 3: Завод по переработке Токай в Токай, Япония

Радиация может быть выпущена в нескольких зданиях, кроме ядерных установок, например, в промышленных исследованиях, университетах, и она имеет многочисленные применения в медицинском секторе, например, линейный ускоритель, который применяется в онкологических отделениях больниц.
Стоит отметить, что эффективность биологической защиты, обеспечиваемой радиационно-защитным бетоном высокой плотности, не только пропорциональна плотности бетона на единицу толщины, но и зависит от химического состава бетона с точки зрения элементного анализа.
В Таблице 1 представлен элементный состав двух разных бетонных смесей. Из таблицы видно, что; Элементный состав каждой смеси существенно различается. Следовательно, крайне важно избегать внесения поставщиком бетона изменений в тип вяжущего материала без консультации проектировщика.

Таблица 1: Элементный состав двух типовых бетонных смесей

Тип бетона	Бетон стандартной плотности, содержащий 50 % OPC+ 50 % GGBS	Магнетитовый бетон, содержащий 50 % OPC + 50 % пылевидной топливной золы
Типовая плотность	2420 кг/м 3	4000 кг/м 3
Весовые пропорции смеси
Цемент	1	1
Мелкий заполнитель	2	3
Крупный заполнитель	3,3	6,9
Вода	0,47	0,49
Составы элементов в процентах по массе
Железо	0,9	54,48
Кальций	24,5	5,3
Кремний	14,5	2,8
Алюминий	1,4	0,9
Сера	0,1	0,1
Углерод	5,7	0,1
Кислород	49,9	33
Водород	0,8	0,5
Прочие второстепенные компоненты	2,2	2,5

Кроме того, различные излучения, например нейтроны, гамма- и бета-лучи, обладают разной интенсивностью, что может усложнить конкретное обеспечение защиты.
Возможно, что естественный путь излучения создает значительное количество нейтронов. В этой ситуации может потребоваться узкоспециализированная стратегия для обеспечения эффективной защиты.
Следовательно, нейтроны должны улавливаться, чтобы избежать их влияния на бетон, потому что это может привести к нагреванию бетона и вызвать структурные проблемы и, следовательно, создать проблемы для биологической защиты.
Для решения проблем, связанных с проблемами ядерных излучений, следует учитывать рекомендации физиков-ядерщиков в этом отношении. Следует сказать, что при сооружении ядерных установок инженеры-технологи могут существенно помочь и конструкторам, и физикам-ядерщикам в решении практических задач, связанных с биологической защитой.

Другие области применения радиационно-защитного бетона высокой плотности

За исключением атомной промышленности, радиационно-защитный бетон высокой плотности, используемый в морской нефтяной промышленности в качестве слоя для покрытия трубопроводов под водой, и обычно применяется магнетитовый бетон, как показано на Рисунке 4 и Рисунке 5.
Бетон высокой плотности используется в качестве противовеса, например, большое количество бетона высокой плотности укладывается на опоры гравитационной конструкции Северного моря в Соединенном Королевстве для стабилизации конструкции.
На рис. 6 показаны опоры платформы Северного моря, в которых использовалось большое количество бетона высокой плотности.
Его можно использовать в качестве стабилизатора в основании мостов, где требуется большая масса, но площадь ограничена и требуемая масса не может быть достигнута с использованием других видов бетона. Наконец, он заметно применяется в конструкциях под водой.

Рис. 4: Матрасы из бетона, используемые для защиты трубопроводов под водой

Рис. 5: Подводные трубопроводы с бетонным покрытием высокой плотности

Рис. 6: Бетон высокой плотности, используемый в опорах платформы North Sear для структурной стабилизации

Подробнее: Тяжелые заполнители для производства тяжелого бетона

High Denscrete0002

14 января 2022 г. от Civillearners

Бетон с весом от 30 кН/м3 до 64 кН/м3 называется бетоном высокой плотности или тяжелым бетоном. Таким образом, удельный вес бетона высокой плотности примерно на 25 процентов выше, чем у обычного бетона в диапазоне 24 кН/м.

Этот бетон можно производить с использованием различных тяжелых заполнителей. Этот бетон используется для строительства стен радиационной защиты, балластных блоков, противовесов, морских стен и других применений, где важна высокая плотность.

В качестве защитного материала эти бетонные ядерные реакторы, объекты по производству радиоактивных материалов, катализаторы частиц, промышленная радиография и радиационная защита от рентгеновской и гамма-терапии защищают пользователей от радиации.

Защита от биологической опасности излучения в основном включает защиту от рентгеновских и гамма-лучей и нейтронов . Броня должна быть достаточно слабой, чтобы быть эффективным излучением, чтобы оно не повреждало клетки тела пользователя, подвергшегося их воздействию.

Помимо биологической опасности, ядерные реакторы производят чрезвычайно высокие температуры (трещины на внешней поверхности бетона), и броня необходима для защиты окружающего электронного и другого чувствительного оборудования .

Выбор бетона для радиационной защиты зависит от требований к пространству, типа и интенсивности излучения.

Там, где нет ограничений по площади, высокоэффективный бетон обычной плотности обычно обеспечивает наиболее экономичную защиту; Если пространство ограничено, этот бетон позволит уменьшить толщину экрана без ущерба для эффективности щита.

Заполнители высокой плотности

Материалы высокой плотности, такие как барит, феррофосфор, готит, гематит, лимонит, магнетит и D-смазка, стальной лом и стальная дробь с удельным весом от 3,4 до 7,8 используются для производства этого бетона примерно на единицу веса. от 30 до 60 кН/м3.

Свойства бетона высокой плотности

Как и у обычного бетона, свойства этого бетона в свежезамешанном и затвердевшем состоянии могут быть скорректированы в соответствии с требованиями применения путем правильного выбора материалов и соотношений смешивания.

За исключением плотности, физические свойства этого бетона аналогичны свойствам обычного бетона.

Как обычно, энергия зависит от соотношения воды и вяжущих материалов; Таким образом, для любого данного материала может быть достигнута прочность, сравнимая с прочностью обычного бетона.

В случае обычного бетона желательными свойствами сверхтяжелого бетона являются высокий модуль упругости, низкое тепловое расширение, низкая эластичность и деформация ползучести.

Также посмотрите это для лучшего понимания

Этот бетон может иметь более высокое содержание цемента; В этом случае он может проявлять повышенную ползучесть и усадку.

Когда сталь или железо используются в качестве крупного заполнителя гладких кубических кусков, прочность на сжатие не должна превышать 21 МПа , независимо от цементной смеси или водоцементного отношения.

Использование куска нарезанных арматурных стержней целиком с хорошим цементным раствором может обеспечить нормальную прочность. Затирка используется, этот бетон должен быть немного богаче, чем используется в сборном железобетоне нормальной плотности.

Типичные концентрации бетона, приготовленного с некоторыми широко используемыми заполнителями высокой плотности, приведены в таблице 14.12 .

Дозирование, смешивание и укладка

Методы выбора соотношения смешивания для этого бетона аналогичны методам для бетона обычной плотности. Водоцементное отношение варьируется от 0,5 до 0,65 , обычно от 1:5 до 1:9.

Получают плотный и без трещин бетон.

Наиболее распространенные методы смешивания и укладки бетона высокой плотности следующие:

Традиционная практика смешивания, транспортировки и укладки бетона может быть адаптирована к тяжелому бетону так же, как и к обычному бетону, но будьте осторожны, чтобы не перегрузить миксер, особенно с заполнителями высокой плотности , такими как стальной лом и дробь.

Размер партии должен быть уменьшен примерно до 50 процентов от номинальной производительности миксера. Поскольку некоторые заполнители с высокой плотностью достаточно рыхлые, следует избегать чрезмерного перемешивания, чтобы предотвратить общую дезинтеграцию с пагубными последствиями для жизнеспособности и кровотечения.

Для предотвращения отделения более тяжелых заполнителей от остального материала может потребоваться более высокое содержание цемента; хорошая обрабатываемость помогает уменьшить изоляцию.

Вам также может понравиться: Бетон с зазором

Эрозия и разрывы барабана смесителя могут быть высокими.