Специални бетони – особености и приложения

Разнообразните приложения на бетона в съвременното строителство изискват различни състави и свойства на бетонната смес и технологии на полагане. В практиката все по-често се налага използването на специални бетони за постигане на определена експлоатационна, техническа или технологична характеристика.

В настоящата статия правим кратък преглед на
най-разпространените бетони със специално предназначение.

Видим бетон
В съвременните проекти все по-често архитектите залагат на визуалното въздействие на бетонната повърхност на носещите елементи, оставяйки я видима, без допълнителни покрития и обработки. Този вариант, освен заради естетиката, е предпочитан и поради минималната поддръжка, която изисква, когато е спазена технологията на изпълнение и са използвани качествени материали.
Съществуват редица особености и тънкости на изпълнението на видим бетон, особено при обекти на монолитното строителство. На първо място, трябва да се избере подходящият кофраж, в зависимост от изисквания краен завършек на повърхността. Когато за повърхността е предвидено специфично структуриране, се налага използване на индивидуални кофражни форми с изработена по проект контактна повърхност със сместа. В по-масовия случай, когато е необходимо постигането просто на гладка и равна повърхност, изборът на кофраж от предлаганите на пазара опции трябва да се диктува от данните за допустимите отклонения от изискванията за равнинност и точност на размерите.

По отношение на самата бетонна смес също има някои изисквания, които трябва да се спазват при изпълнение на видими повърхности. Освен конструктивните характеристики като якост и устойчивост, при видимия бетон от сместа се изисква възможност за лесно полагане и уплътняване до получаване на плътен качествен завършек. Важен фактор е също местоположението на обекта, защото видимият бетон е изложен на действието на атмосферните фактори през целия си период на експлоатация.

Много фактори оказват влияние на крайния завършек и вида на бетона. Един от тях е разположението на кофражните платна във формата. По принцип, при повечето класически кофражни системи, местата на съединяване на отделните платна винаги се забелязват след декофрирането. Затова е важно архитектите да посочат начините на разполагане на панелите, в съответствие с проектната идея. Важен е и изборът на фиксатори за армировката – те трябва да са такива, че да се сведе до минимум визуалното им въздействие и акцентиране.

При полагане на бетонната смес трябва да се отчете също и факта, че деформациите на кофражните платна и подпорите под тежестта на бетона ще бъдат видими и в окончателния завършек и могат да бъдат особено забележими при обикновени завършващи обработки. Затова при проектирането на кофражните форми за всеки елемент с видим бетон, следва да се заложи минимален потенциал за отклонения от проектното положение.

Разбира се, недостатъците при изливане на бетона могат да бъдат превъзмогнати с подходяща обработка на готовата повърхност. Въпреки това има някои „дефекти”, които на практика не могат да бъдат коригирани и трябва да се възприемат като част от визуалния характер на бетона. Когато се изисква изцяло безпогрешна повърхност на бетона, се прилагат специални рецептури на бетонната смес, използват се индивидуално изработени триизмерни кофражни форми от синтетични материали.

Бетон с подобрена обработваемост
Обработваемостта на бетонната смес е един от водещите технологични фактори при бетонни работи. Тя трябва да бъде съобразена с всяко специфично приложение, за да се гарантира, че отделните операции – обработване, полагане и уплътняване, могат да се извършат ефективно.
EN 206 е единният европейски стандарт за бетон, който дава насоки за подходящата консистенция и респективно обработваемост за различните приложения.

Обработваемостта на бетонните смеси може да се подобри значително чрез използването на материали- заместители на цимента, като например пулверизирани тецови пепели или смляна гранулирана доменна шлака. Друг възможен вариант е използването на химически добавки за намаляване на водното съдържание и суперпластификатори, което има благотворен ефект върху обработваемостта, без да се налагат компромиси с другите свойства на бетонната смес и готовия бетон.

Производителността на строителния обект може да бъде значително увеличена с използване на бетони с високо обработваемост. Те са особено подходящи в следните приложения: труднодостъпни места; големи равни области; подводни приложения; изпомпване на бетон на големи разстояния.

Високоякостен бетон
Дефиницията на високоякостен бетон постоянно се развива. През петдесетте години за високоякостен се приема бетон с якост на натиск над 30 MPa, докато само десетилетие по-късно, бетони с якост 40 MPa се използват масово в строителни проекти. В наши дни, пред вид особеностите н съвременното строителство в глобален мащаб, все по-често се прилагат дори бетони с якост на натиск, достигаща и надхвърляща 80 MPa.

Типично приложение на високоякостния бетон са носещите колони, защото благодарение на повишената якост, те имат по-добра носеща способност при по-малки напречни сечения. Това позволява да се постигне по-добра планировка на пространството с оформяне на по-големи използваеми площи, особено на долните етажи на сградите. При приготвянето на рецептури за високоякостен бетон също трябва да се имат пред вид изискванията на стандарта за бетон БДС EN 206.

Леки бетони
Намаляване на обемното тегло на бетона може да бъде постигнато по няколко начина. Леките бетони могат да бъдат с леки добавъчни материали, пенобетони или автоклавни бетони. Блокове от такива материали намират голямо приложение в жилищното строителство, защото се обработват лесно и осигуряват добри експлоатационни характеристики.

Бетоните с леки добавъчни материали се изготвят с помощта на различни леки аграегати. Те могат да произхождат от естествени порьозни минерали като вулканични пемзи, да са термично третирани природни материали като глина, шисти (например керамзит) или да са произведени от индустриални остатъчни продукти като тецови пепели и шлака.

Изискваните от лекия бетон качества определят характеристиките на лекия добавъчен материал и имат решаващо значение за избора на конкретния вид. Ако не се търси висока структурна устойчивост, но са необходими много добри топлоизолационни характеристики, тогава трябва да се използва особено лек, силно порьозен лек добавъчен материал. Но приложенията на такъв бетон трябва да съобразени с доста по-ниската му носеща способност. Разбира се, някои видове леки добавъчни материали могат да бъдат използвани и за постигне на бетони с якости, еквивалентни на тези на бетоните с нормално тегло.

Основните ползи от използването на бетони с леки добавъчни материали включват: намаляване на собственото тегло на сградите, подобряване на топлоизолационните качества, подобряване на устойчивостта на огън, олекотяване и опростяване на кофражната и подпорната конструкция.
Пенобетонът е друг вид лек бетон, който представлява еднородна маса с равномерно разпределени, малки, сферични, затворени пори, достигащи до 50% от обема. Броят и големината на порите е различен при различните по предназначение пенобетони, като съответно те са подбрани така, че да се осигури добра топлопроводност или достатъчна якост, в зависимост от употребата.

Основна характеристика на пенобетона е, че порите му са затворени, без връзка помежду си, което обуславя по-малка водопоглъщаемост и по-голяма мразоустойчивост при еднакви условия, отколкото другите порьозни бетони.Сферичната форма на порите помага за по-доброто разпределение на усилията при натоварване и обуславя еднакви свойства в трите направления.
Пенобетонната смес има много добра обработваемост, ниска плътност и е самонивелираща и самоуплътняваща се с възможност да бъде изпомпвана.

Добрите топлоизолационни качества на пенобетона го правят подходящ за подови замазки, а добрата обработваемост дава възможност за бетониране на труднодостъпни места.
Автоклавният газобетон е произведен за пръв път с комерсиална цел през 1923 година в Швеция. Той се получава чрез добавяне към циментовия разтвор на специално подбрани газообразуващи добавки, които взаимодействат химически с цимента и се отделя газ, оформящ пори в сместа. Процесът протича в автоклави. За да се постигне желаната структура, в сместа се слагат изключително фини добавъчни материали. След втвърдяването й, порите остават равномерно разпределени в обема на готовия продукт.

Автоклавният газобетон се предлага най-масово под формата на зидарийски блокчета, панели и плочи и намира приложение при всякакви климатични условия. Голямо технологическо предимство на тези елементи е, че те могат да бъдат рязани, дялкани и в тях лесно се забиват пирони, винтове и дюбели.

Бетон без фини агрегати
Това е специален бетон, при който пясъкът и евентуално друг дребен добавъчен материал е премахнат от бетонната смес. Едрият агрегат е заобиколен и се задържа от тънък слой циментова паста, придаваща якост на бетона.
Предимствата на този бетон са по-ниската плътност в сравнение с обикновения бетон, по-ниска цена, благодарение на намаленото циментово съдържание, относително малко съсъхване, липса на разслояване и подобрени топлоизолационни характеристики, благодарение на наличието на големи въздушни празнини между зърната на добавъчния материал.

Шприцбетон
В много от съвременните приложения на бетона, кофражните форми се оказват неприложими и се налага полагане на бетонната смес под налягане. Някои от тези приложения са куполните покриви, подпорни стени, диафрагмени стени, силозови конструкции, подземни конструкции, тунели, обекти със сложна форма и др. Други типични приложения на шприц бетоните са ремонтните дейности по съществуващи бетонни конструкции.

Водоустойчив бетон
В тази категория попадат бетоните, които не пропускат във вътрешността си вода и други флуиди. Водоплътност на бетона се постига чрез влагане в бетонната смес на химически добавки, като най-често се използват добавки с въздуховъвличащ ефект. Те се прибавят към бетонната смес при много точно дозиране и спомагат за образуването на затворени пори в готовия бетон, които предотвратяват навлизането на вода по капилярен път. Допълнителен благоприятен ефект от използването на такива добавки е намаляването на топлопроводността на бетона и съответно понижаването на топлинните загуби. Други възможни начини за подобряване на водонепропускливостта на бетона са използването на водоплътен цимент, уплътняващи добавки или дисперсно армиране с полипропиленови влакна.
Водоустойчивият бетон намира широко приложение при изграждане на подземни части на сгради и съоръжения.

Самоуплътняващ се бетон
Самоуплътняващият се бетон е сравнително нов продукт, получен с добавяне на суперпластификатор и стабилизиращ агент към бетонната смес, следствие на което се подобрява значително обработваемостта и полагането.
По своята същност, самоуплътняващият се бетон не изисква вибриране на сместа след полагане в кофражната форма. Той се уплътнява благодарение на собственото си тегло, без да се появява разслояване на отделните фракции.

Освен по-бързи времена за изпълнение на проектите и улеснена технология, използването на такъв бетон осигурява по-безопасни и здравословни условия на труд на работната площадка. Премахването на процеса на вибриране означава, че работещите не се излагат на вибрации. Друго предимство, оценявано особено в гъсто застроени райони, е че без оборудването за вибриране, строителната площадка е значително по-тиха.

Самоуплътняващ се бетон е обобщен термин за рецептури на бетонната смес, които се различават от традиционните на молекулярно ниво, заради взаимодействието между циментовите съединения и полимерите на добавките. Вискозността му гарантира много добра обработваемост и устойчивост, а бързите темпове на полагане осигуряват по-добър вид на повърхността. Якостта, постигната на втория ден от самоуплътняващия се бетон може да достигне 100N/mm², което е предпоставка за лесно и надеждно декофриране, позволяващо гъвкавост в организационните планове.
Използването на такъв бетон е начин да се подобри качеството на бетонната продукция, особено на вертикалните конструктивни елементи.

Бетон за пътни настилки
Бетонът за пътни настилки е надежден и устойчив материал за пътното строителство, който може да понася големи експлоатационни натоварвания. Основна особеност при него е, че процесът на уплътняване се извършва с помощта на валяк. Този бетон намира приложение при изпълнение на пътища, натоварени паркинги и складови площи, като технологията му на полагане позволява да се използва и при изграждане на язовирни стени.

Самата смес е плътна, без слягане, съставена от мокър чакъл (който може да бъде кариерен материал или натрошен и рециклиран бетон), портланд цимент и вода.
След полагане сместа се уплътнява чрез валиране, като се използва същото оборудване като при изграждане на асфалтова настилка. Процесът не изисква форми, довършителни работи, повърхностно текстуриране или рязане и запечатване на фугите.