О бетоне

Бетон, являющийся общепризнанным и невероятно популярным материалом, активно использовался еще в древности, при строительстве римских фортификационных сооружений и сложных конструктивных элементов зданий. Для изготовления качественного бетона должна быть точно соблюдена пропорция избранного вяжущего вещества и заполнителей, а в некоторых случаях дополнительно применяются специальные добавки. Сочетание ингредиентов до формования и твердения называется бетонной смесью.

В качестве вяжущих материалов древние римляне проявляли большое разнообразие, производя бетонную смесь из доступных ингредиентов. В различные времена в качестве вяжущего вещества применялись: глина, известь, асфальт и гипс. Падение могущественной и экономически развитой Римской империи повлекло за собой прекращение применения бетона, возобновление производства которого состоялось лишь в 18 веке на территории Западной Европы.

Основным импульсом для возрождения популярности бетона стало изобретение цемента, впоследствии ставшего основным вяжущим компонентом в современную эру широкого использования бетонного раствора. Взрывоподобному росту популярности применения раствора, созданного на основе цемента, способствовало изобретение железобетона в 19 веке.

Принципы классификации бетона

Бетон разделяется на различные типы исходя из разновидности применяемого вяжущего компонента. На основе неорганических вяжущих веществ производится:

  • Цементный бетон;
  • Силикатный бетон;
  • Гипсобетон;
  • Жаростойкий бетон;
  • Кислотоупорный бетон;
  • Всевозможные разновидности специального бетона.

Органические вяжущие вещества стали основой: асфальтобетона и пластобетона.

Существует также разделение цементных бетонов по показателям объёмной массы, определяющим принадлежность раствора к определенному классу материалов:

  • Особо тяжелые – свыше 2500 кг/м3;
  • Тяжелые – 1800 – 2500 кг/м3;
  • Легкие – 500 – 1800 кг/м3;
  • Особо легкие – менее 500 кг/м3.

Применение особо тяжелых бетонов

Бетон, обладающий самым высоким уровнем удельной плотности, используется для строительства сверхпрочных защитных сооружений, где их технологические характеристики обеспечивают защиту от опасного радиоактивного воздействия. В состав сверхпрочного материала входит портландцемент в сочетании с природными или искусственными заполнителями, среди которых: магнетит, барит, лимонит, чугунный скрап и арматурные обрезки. Добавление карбида бора улучшает способность сверхтяжелого бетона противостоять нейтронному облучению.

Тяжелый бетон для крупных сооружений

Самая распространенная разновидность материала, активно применяемая в бетонных и железобетонных конструкциях гражданских зданий и крупных промышленных сооружений. Не менее распространенным является использование тяжелого бетона в гидротехническом строительстве, где его высокая стойкость к воздействию пресной или соленой воды обеспечивает высокую прочность возводимых сооружений. Стабильность характеристик тяжелых бетонов обеспечивается тщательным контролем над параметрами используемых заполнителей, основные характеристики которых содержатся в нормативных документах. Среди наиболее важных показателей: чистота материала, основанная на отсутствии посторонних примесей, а также характеристики гранулометрического состава заполнителя.

Большое значение для прочности создаваемых бетонных конструкций имеет температурный режим во время процесса отвердения, отражающийся на качественные показатели получаемого материала и на его характеристики в процессе продолжительной эксплуатации. В регионах с умеренными климатическими условиями активно применяются технологии ускорения твердения бетона, реализуемые посредством быстротвердеющего цемента, введением специальных химических добавок или дополнительным тепловым воздействием (электронагрев, автоклавная обработка и пропаривание). В районах с особо суровыми климатическими условиями получают распространение методы зимнего бетонирования.

Силикатный бетон, основанный на применении кальциевой извести в качестве вяжущего вещества, также относится к тяжелой разновидности материала. Крупнопористый бетон, занимающий промежуточное положение между тяжелой и легкой разновидностями материала, изготавливается с применением крупного заполнителя, представляющего собой цементный камень, поризованный посредством газо- или пенообразователей.

Легкие бетоны для сооружения теплых стен

При изготовлении легкого бетона используется гидравлическое вяжущее в сочетании с пористыми природными или искусственными заполнителями. При наименовании различных видов легкого материала используется название применяемого заполнителя, что породило такие виды материала, как: керамзитобетон, вермикулитобетон, перлитобетон, пемзобетон, туфобетон. Легкие бетоны подразделяются на несколько отдельных разновидностей:

  • Обычные легкие – полное заполнение межзернового пространства;
  • Малопесчаные легкие – частичное заполнение межзернового пространства;
  • Крупнопористые легкие – отсутствует мелкий заполнитель;
  • Легкие с цементным камнем, поризованные посредством газо- или пенообразователей.

При изготовлении легких бетонов на пористых заполнителях используются различные вяжущие вещества, от применения которых происходит разделение материала на следующие разновидности: цементные, силикатные, известково-шлаковые и цементно-известковые. Применение легких марок бетона практикуется в тех местах, где необходимо получить сочетание высокой прочности конструкций и безупречных теплоизоляционных характеристик. Основной сферой применения универсального материала являются стены и перекрытия зданий, где необходимо сочетание малого веса и низких показателей теплопроводности.

Применение легких бетонов способствует снижению веса гражданских зданий и промышленных сооружений, гарантируя при этом высокие прочностные показатели возводимых конструкций. Одной из разновидностей легких материалов являются ячеистые бетоны, обладающие показателями объёмной массы в пределах от 500 до 1200 кг/м3. В зависимости от применяемого способа пенообразования ячеистые материалы разделяются на пенобетоны и газобетоны, производимые на основе портландцемента или специально разработанной смеси вяжущих веществ.

На основе извести производятся газо- и пеносиликаты, а применение молотого доменного шлака позволяет получать газо - и пеношлакобетоны. Замена кварцевого песка золой приводит к получению газо - и пенозолобетонов, газо – и золосиликатов, газо – и пеношлакозолобетонов.

Применение особо легких бетонов ограничивается использованием в качестве эффективного теплоизоляционного материала.

Физико–технические характеристики бетона

На основе физико – технических свойств бетонного материала определяется сфера его практического использования, для которого он приспособлен по всем своим параметрам. Для определения марки прочности производится сжатие бетонных кубов, имеющих размер ребра 200 мм. Предварительная выдержка готового бетонного фрагмента в течение 28 суток обеспечивает достижение полных прочностных характеристик, возможных для данной разновидности. Образцы бетона, используемого для гидротехнических сооружений, испытываются после выдержки в 180 суток. Временное сопротивление, измеряемое в кг/см2, отражает марку готового бетона.

Сверхтяжелые бетоны имеют марки от 100 до 300, тяжелые от 100 до 600, а высокопрочные характеризуются марками от 800 до 1000 кг/см2. Легкие бетоны, имеющие в своем составе пористые заполнители, имеют намного меньшие показатели прочности, измеряемые в пределах от 25 до 200, высокопрочные до 400, крупнопористые – от 15 до 100, ячеистые – от 25 до 200, а особо легкие разновидности – от 5 до 50 кг/см2.

Кроме прочности бетона особую важность имеет подвижность раствора, которая не должна быть излишне высокой, что приводит к значительному перерасходу цемента, а также не может быть излишне низкой, что может затруднять укладку раствора и провоцировать снижение качества создаваемой бетонной конструкции. Параметры подвижности смеси, измеряемые в сантиметрах, определяются размером осадки стандартного конуса, изготовленного из бетона. Для точного определения показателя жесткости используется технический вискозиметр. Исследования производятся на специализированной лабораторной виброплощадке, оснащенной автоматическим выключателем.

Универсальное применение бетона

В зависимости от типа создаваемой бетонной конструкции происходит выбор соответствующей смеси, характеризующейся соответствующей степенью жесткости или подвижности. Кроме уникальных прочностных свойств, активно используемых для сооружения долговечных конструкций, бетон обладает ценными декоративными качествами. Продуманным подбором перечня используемых компонентов, а также при помощи использования специально разработанных форм и опалубок можно формировать желаемый цвет, рельеф и фактуру бетонного сооружения, получая абсолютно оригинальные результаты. Особенная пластическая выразительность скульптурных сооружений из бетона многократно усиливается его удачной поверхностью, поглощающей свет, что позволяет создавать интересные решения при декоративной отделке интерьеров.

Дата публикации: 19.03.2013 22:19