ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О БЕТОНЕ

Бетоном называется искусственный камень, полученный в результате твердения рационально подобранной, перемешанной и уплотненной смеси вяжущего, мелкого и крупного заполнителей, добавок и воды. До твердения смесь называют – бетонной смесью.

В настоящее время для общестроительных работ используются бетоны на неорганических (минеральных) вяжущих веществах. Для получения смеси и обеспечения процессов твердения такие бетоны затворяют водой.

Цемент и вода являются активными составляющими бетона: в результате реакций между ними образуется цементный камень, связывающий зерна заполнителей в единый монолит. Между вяжущим и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия (кроме автоклавных и силикатных бетонов и бетонов на карбонатных заполнителях), и поэтому заполнители часто называют еще инертными материалами. Заполнители вводятся в бетон из технических и экономических соображений. Не участвуя в химических процессах, они вместе с тем существенно влияют на структуру и свойства бетона, меняя его пористость, сроки твердения, поведение при воздействии внешней нагрузки и среды, создают жесткий пространственный каркас, уменьшающий деформации усадки.

В качестве заполнителей используются преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки, вскрышные породы и др.). Применение этих дешевых по сравнению с цементом материалов снижает стоимость бетона, поскольку заполнители и вода составляют 85–90 %, а цемент 10–15 % от массы бетона.

Для регулирования различных свойств бетонной смеси и бетона в его состав вводят различные добавки, способные придавать смеси и бетону специфические свойства или улучшать их основные показатели.

Бетоны на минеральных вяжущих являются капиллярно-пористыми телами, на структуру и свойства которых серьезное влияние оказывают как процессы внутреннего взаимодействия компонентов бетона, так и технологии приготовления и укладки бетонной смеси, условия ее твердения, а также воздействие внешней среды.

Пожалуй, самым главным свойством, определяющим долговечность бетона и конструкций из него, является его плотность, т. е. степень заполнения единицы объема материала твердым веществом. От нее во многом зависит прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадка и многие другие свойства бетона.

На органических вяжущих веществах бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность, непроницаемость и деформативные свойства таких бетонов (асфальтобетоны, пластбетоны).

Из-за разнообразия видов бетона их свойств они широко применяются в конструкциях промышленного, энергетического, транспортного, водохозяйственного, жилищно-гражданского, сельскохозяйственного и другого строительства. Поскольку оно ведется в различных районах страны, отличающихся климатическими условиями, условиями эксплуатации, к бетону могут предъявляться определенные требования.

Для гражданских и промышленных зданий и сооружений чаще необходимы высокие прочность, морозостойкость и пониженная ползучесть, для гидротехнических сооружений (плотины, шлюзы, причалы, опоры мостов и др.), работающих в водных средах, повышенная плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, часто химическая и иногда кавитационная стойкость. В массивных сооружениях необходимы бетоны с пониженным тепловыделением и малой усадкой. Бетоны, применяемые в качестве тепло-, звукоизоляционных материалов должны обладать малой теплопроводностью, высокой замкнутой пористостью.

При всем богатстве и разнообразии свойств бетон является хрупким материалом: его прочность при сжатии в несколько раз выше прочности при растяжении. Поэтому для восприятия растягивающих усилий бетон армируют металлическими и пластиковыми стержнями (арматурой).

Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между ними, близкими показателями температурного линейного расширения. Бетон при этом предохраняет стальную арматуру от коррозии.

Бетонные и железобетонные конструкции могут изготавливать непосредственно в построечных условиях (монолитный бетон) либо на заводах и полигонах с последующим монтажом на строительной площадке (сборный железобетон).

Для облегчения ориентации в терминологии государственный стандарт классифицирует все бетоны по следующим признакам:

по назначению:

– конструкционные (фундаменты, колонны, балки,  плиты перекрытий, мостовые и другие виды конструкций);

– гидротехнические (плотины, шлюзы, облицовки каналов,  водопроводно-канализационных сооружений),

– конструкционно-теплоизоляционные для ограждающих конструкций (легкие);

– специального назначения (жароупорные, кислотостойкие, для радиационной защиты, дорожные, аэродромные и др.);

виду вяжущего: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимербетоны (пластбетоны), полимерцементные, асфальтовые и др.;

структуре: плотные, крупнопористые, поризованные, ячеистые;

типу заполнителей: на заполнителях плотных пород, на пористых заполнителях.

Поскольку свойства бетона зависят от его плотности очень удобным является его деление по этому показателю:

– на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;

– тяжелые с плотностью 2200–2500 кг/м3;

– облегченные с плотностью 1800–2200 кг/м3;

– легкие с плотностью 500–1800 кг/м3;

– особо легкие с плотностью менее 500 кг/м3, используемые для теплоизоляции.

Иногда бетоны различают по условиям твердения:

– естественного твердения (как правило, для монолитных конструкций);

– подвергнутые тепловой обработке при нормальном давлении, (для изготовления сборных изделий и конструкций);

– подвергнутые автоклавной обработке, (преимущественно силикатные, и ячеистые).

Технология бетона включает в себя ряд технологических операций: подготовку сырья, определение состава бетона в зависимости от проектных условий и исходных характеристик сырья (проектирование состава бетона), дозирование компонентов бетонной смеси, их перемешивание, транспортировку смеси к месту укладки, заполнение форм или опалубки и уплотнение смеси, последующее твердение бетона и уход за бетоном.

Задача проектирования состава бетона решается путем проведения предварительных расчетов, обязательных экспериментальных работ, устанавливающих качество материалов для проектируемого бетона и позволяющих определить зависимости между отдельными характеристиками и свойствами бетонной смеси или бетона.

Применение химических добавок в сочетании с дисперсными наполнителями и соответствующим подбором состава бетона позволяет эффективно управлять его технологией на всех этапах и получать бетоны с заданными свойствами.

Важно только помнить, что бетон – сложный материал, свойства которого могут заметно изменяться в процессе его жизни. Только глубокое понимание сути происходящих внутри его процессов, закономерностей, управляющих формированием его структуры и свойств, могут обеспечить рациональное и эффективное применение этого многофункционального материала в строительных конструкциях различного назначения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *