Что крепче бетон или пескобетон?

Бетон и пескобетон: сравнение прочности

Для того чтобы понять, что крепче — бетон или пескобетон, и почему, необходимо рассмотреть их состав, процесс изготовления и основные свойства. Оба материала являются разновидностями строительных смесей, но их назначение и характеристики прочности существенно различаются.

Бетон

Бетон — это искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемента), воды, мелкого заполнителя (песка) и крупного заполнителя (щебня или гравия), а также, при необходимости, специальных добавок.

Состав бетона

• Цемент: Является основным вяжущим компонентом. При взаимодействии с водой цемент образует цементный камень, который связывает все остальные компоненты в единую монолитную структуру. Наиболее распространенным является портландцемент.
• Вода: Необходима для гидратации цемента и обеспечения удобоукладываемости смеси. Соотношение воды и цемента (водоцементное отношение, В/Ц) является критически важным параметром, влияющим на прочность бетона. Чем ниже В/Ц (при условии полной гидратации цемента), тем выше прочность.
• Песок: Мелкий заполнитель. Обычно используется природный песок с размером зерен до 5 мм. Он заполняет пустоты между крупным заполнителем и обеспечивает плотность и однородность смеси.
• Крупный заполнитель: Щебень (дробленый камень) или гравий (окатанные камни) с размером зерен более 5 мм. Крупный заполнитель составляет основную объемную часть бетона (до 70-80%) и играет ключевую роль в формировании его прочности и жесткости. Он воспринимает значительную часть нагрузок и предотвращает усадку.
• Добавки: Могут использоваться для улучшения определенных свойств бетона, таких как удобоукладываемость, морозостойкость, водонепроницаемость, скорость твердения и прочность. Примеры добавок включают пластификаторы, воздухововлекающие добавки, ускорители и замедлители твердения.

Прочность бетона

Прочность бетона определяется его классом или маркой. Класс бетона (например, B25) указывает на гарантированную прочность на сжатие в МПа, а марка (например, М350) — на среднюю прочность в кгс/см2. Прочность бетона зависит от множества факторов, включая:

• Качество цемента: Чем выше марка цемента, тем выше потенциальная прочность бетона.
• Водоцементное отношение (В/Ц): Как уже упоминалось, низкое В/Ц способствует высокой прочности.
• Качество и количество заполнителей: Чистые, прочные, хорошо подобранные по зерновому составу заполнители обеспечивают высокую прочность. Крупный заполнитель является “скелетом” бетона, воспринимающим основные нагрузки.
• Уплотнение: Адекватное уплотнение (вибрирование) удаляет избыточный воздух из смеси, что значительно повышает прочность и плотность бетона.
• Условия твердения: Правильный уход за бетоном (поддержание влажности и температуры) в течение первых дней после укладки критически важен для набора прочности.

Пескобетон

Пескобетон, также известный как мелкозернистый бетон или цементно-песчаный раствор, представляет собой разновидность бетона, в составе которого отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий). Он состоит из цемента, песка, воды и, при необходимости, добавок.

Состав пескобетона

• Цемент: Аналогично бетону, является вяжущим вещещим.
• Вода: Необходима для гидратации цемента.
• Песок: Является единственным заполнителем. Обычно используется песок с размером зерен до 5 мм, но для пескобетона часто применяют более мелкий песок или фракционированный песок для получения более гладкой поверхности и лучшей удобоукладываемости.
• Добавки: Могут использоваться для улучшения свойств, таких как пластичность, морозостойкость, водонепроницаемость и прочность.

Прочность пескобетона

Прочность пескобетона, как правило, ниже, чем у обычного бетона. Это объясняется несколькими ключевыми причинами:

• Отсутствие крупного заполнителя: Крупный заполнитель (щебень или гравий) в обычном бетоне играет роль “скелета”, который воспринимает значительные сжимающие нагрузки и предотвращает распространение трещин. Он обладает высокой прочностью на сжатие и является основным несущим элементом. В пескобетоне эту роль выполняет только цементный камень и песок. Песок, хотя и является прочным материалом, не может обеспечить такую же несущую способность, как щебень, из-за своих меньших размеров и формы зерен.
• Большая доля цементного камня: Для достижения необходимой удобоукладываемости и связности, пескобетон часто требует большего количества цемента и/или более высокого водоцементного отношения по сравнению с обычным бетоном (при прочих равных условиях). Хотя больше цемента может показаться преимуществом, избыток цементного камня без “армирования” крупным заполнителем может привести к большей усадке и склонности к трещинообразованию.
• Повышенная усадка: Из-за большего содержания цементного теста и отсутствия крупного заполнителя, который препятствует усадке, пескобетон более подвержен усадочным деформациям и трещинообразованию при высыхании и твердении. Трещины снижают общую прочность материала.

Что крепче?

Однозначно, бетон (с крупным заполнителем) крепче пескобетона.

Основная причина заключается в наличии крупного заполнителя (щебня или гравия) в составе бетона. Этот крупный заполнитель выполняет несколько критически важных функций, которые обеспечивают высокую прочность бетона:

1. Несущий каркас: Крупный заполнитель образует прочный “скелет” внутри бетонной массы. Он воспринимает значительную часть сжимающих нагрузок, поскольку обладает высокой прочностью на сжатие. Цементный камень, хотя и является вяжущим, сам по себе менее прочен на сжатие, чем качественный щебень.
2. Предотвращение трещинообразования: Крупный заполнитель препятствует распространению микротрещин, которые могут возникать в цементном камне. Он действует как барьер, перераспределяя напряжения и повышая сопротивление материала разрушению.
3. Снижение усадки: Наличие крупного заполнителя значительно уменьшает усадку бетона при твердении и высыхании. Это происходит потому, что заполнитель не подвержен усадке и ограничивает деформации цементного камня. Меньшая усадка означает меньшее количество усадочных трещин, что способствует сохранению прочности.
4. Экономия цемента: Использование крупного заполнителя позволяет снизить расход цемента, так как он занимает значительный объем смеси, при этом обеспечивая необходимую прочность. В пескобетоне для достижения сравнимой (хотя и более низкой) прочности требуется относительно больше цемента.

Применение и назначение

• Бетон используется для несущих конструкций, таких как фундаменты, стены, колонны, балки, перекрытия, дорожные покрытия, мосты и другие элементы, где требуется высокая прочность на сжатие и долговечность.
• Пескобетон применяется там, где не требуется высокая несущая способность, но важна гладкость поверхности, удобоукладываемость и возможность нанесения тонких слоев. Это могут быть стяжки пола, штукатурные растворы, кладочные растворы, ремонтные смеси, заполнение мелких пустот и создание выравнивающих слоев.

Таким образом, бетон с крупным заполнителем превосходит пескобетон по прочности на сжатие благодаря наличию щебня или гравия, которые формируют прочный несущий каркас, снижают усадку и препятствуют распространению трещин. Пескобетон, лишенный этого “скелета”, обладает меньшей прочностью и используется для других целей, где его свойства более уместны.