Плотность железобетонных изделий

Железобетон (ЖБ) – универсальный строительный материал, из которого возводят разнообразные сооружения. Он прочный, уcтойчив к механическим воздействиям и долговечный. Одно из основных свойств бетона, от которого зависят его эксплуатационные характеристики, – плотность. О ней мы расскажем в этой статье.

Что такое плотность железобетонных изделий

Показатель плотности показывает, какой массой обладает вещество, занимающее единицу объема. При расчетах вычисляют вес железобетона на один кубический метр, поэтому плотность измеряют в килограммах или тоннах на кубометр.

Плотность этого стройматериала зависит от четырех параметров:

• размера и типа зерен заполнителя, из которого состоит бетонный раствор;
• процентного соотношения этих частиц в смеси;
• массы зерен;
• веса арматуры, используемой в строительстве.

На что влияет плотность ЖБИ

Сначала разберемся на примерах.

Если взять тяжелый заполнитель, например, гранитный щебень с размером зерен до 30 мм, добавить к нему мелкий щебень и песок в равных пропорциях, то мелкие частицы песка заполнят пустоты между крупными фракциями щебня и получится плотная смесь. Готовый железобетон будет тяжелым, но очень прочным. Но если уменьшить процентное содержание песка, в застывшем бетоне появятся пустоты. Это снизит его плотность, а значит, уменьшит прочность и несущую способность ЖБ. Уменьшится собственная масса раствора, а готовые изделия станут легче. Но при этом теплоизоляционные свойства материала возрастут.

Когда в качестве заполнителя используют легкий керамзит, в готовом изделии образуется много пор. Это значительно снижает плотность и теплопроводность бетона, но повышает теплоизоляционные свойства. Получается, что плотность влияет на все свойства железобетона.

Таким образом, чем выше плотность, тем прочнее материал и тем большую статическую нагрузку он может выдержать. 

Малое количество пор снижает капиллярный эффект – это положительно сказывается на морозостойкости. ЖБИ с высоким показателем плотности более долговечны в условиях резко-континентального климата, когда температура воздуха часто меняется от минусовой до плюсовой. У бетона с маленькой плотностью лучше тепло- и звукоизоляционные свойства, но он может впитывать воду. Поэтому при постоянном перепаде температур он может разрушиться.

Какие бетоны применяются в строительстве

Чтобы было удобнее выбирать нужный материал, его делят на следующие виды.

• Особо легкий бетон с плотностью до 500 кг/м³. Применяется для строительства теплоизоляционных слоев. Имеет небольшой вес и низкую теплопроводность, но плохо воспринимает нагрузку даже при армировании, поэтому на его поверхности могут появиться трещины. Хорошо впитывает воду, поэтому его обязательно нужно защищать от влаги.
• Легкий бетон с плотностью от 500 до 1600 кг/м³. Из него изготавливают блоки, которые часто используются в малоэтажном частном строительстве. При армировании может применяться и для изготовления крупных стеновых панелей, надоконных перемычек, несъемной опалубки и даже плит перекрытия. Обладает неплохой теплоизоляцией, особенно в сравнении с обычным бетоном. Может использоваться в несущей стене одно- и двухэтажных домов.
• Облегченный бетон с плотностью от 1600 до 2200 кг/м³. Подходит для изготовления лестничных маршей, плит перекрытия, опорных подушек и других стандартных ЖБИ. Это наиболее распространенный вид товарного бетона. Им заливают каркасы многоэтажных домов, фундаменты коттеджей, площадки и парковки.
• Тяжелый бетон с плотностью от 2200 до 2500 кг/м³. Для его изготовления используют щебень и цемент высоких марок, поэтому этот материал прочнее и дороже, чем облегченный бетон. Нет смысла использовать его для заливки больших объемов: тяжелый бетон подходит для устройства фундаментов под массивными сооружениями, строительства мостов и эстакад, изготовления свай и опорных колонн.
• Особо тяжелый бетон с плотностью свыше 2500 кг/м³. Дорогой материал, который применяют только для строительства особо важных объектов:  гидроэлектростанций, фундаментов энергоблоков АЭС, военных объектов.

Выбор материала для строительства – ответственная задача. От него зависят итоговые характеристики сооружения, его долговечность и сметная стоимость. Поэтому чрезвычайно важно подобрать ЖБИ правильной плотности для конкретной задачи, чтобы не переплатить.