Бетоны и строительные растворы
Определение и общая классификация бетонов
Трудно сказать, когда впервые в строительной практике появился бетон, так как начало его использования человеком уходит в глубь веков. Наиболее раннее применение бетона, обнаруженное археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Этот бетон был найден в одной из хижин древнего поселения каменного века на берегу Дуная в Югославии. Из него был сделан пол толщиной 25 см. В состав того бетона входили гравий и известь красноватого цвета. К этому же периоду относится материал, из которого выполнены конструкции «египетского лабиринта» и который также был приготовлен строителями древности на известковом вяжущем веществе. Однако бетон тех времен мало походил на современный. В теперешнем виде бетон начали применять лишь в начале XIX в., когда был изобретен портландцемент. И все же наибольшее применение этот материал получил лишь в XX ст., преобразившем мир.
Бетон создан специально для нужд строительства и производится только для строительных целей. И состав его тоже исключительно прост: цемент, вода, мелкий и крупный заполнитель типа песка, гравия или щебня. Вместо цемента может быть использовано другое вяжущее. Вода вступает в химическую реакцию с цементом, в результате которой вязкопластичная вначале масса постепенно превращается в прочный цементный камень. Он и связывает в единую систему (конгломерат) заполнители. При необходимости в состав бетона вводят добавки различного назначения.
Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях - специальных добавок. Смесь из указанных выше компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.
Классифицируют бетоны по следующим основным признакам: назначению, средней плотности, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения.
По основному назначению различают следующие бетоны: конструкционные и специальные (жаростойкие, коррозионно-стойкие, декоративные, теплоизоляционные, радиационно-защитные, бетонополимеры, полимербетоны и др.).
Конструкционные бетоны - это бетоны несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, определяющими требованиями к качеству которых являются требования по физико-механическим характеристикам. Конструкционные бетоны делят на обычные, гидротехнические, дорожные и др.
Обычным называют бетон, к которому не предъявляются особые требования.
К гидротехническим относят бетоны, применяемые для возведения гидротехнических сооружений (плотин, водорегулирующих, водозаборных и других сооружений).
Рис.1. Плотина на Саяно-Шушенской ГЭС
Дорожным называют бетон, применяемый в покрытиях дорог, аэродромов и других подобных сооружений.
Жаростойкие бетоны применяют для изготовления конструкций, которые в условиях эксплуатации подвергаются постоянному или периодическому воздействию температур от 200 до 1800°С.
Конструкционно-теплоизоляционные бетоны предназначены для железобетонных конструкций, к которым предъявляются требования как по несущей способности, так и по теплоизоляционным свойствам.
Коррозионностойкими называют бетоны, способные в условиях эксплуатации противостоять действию агрессивных сред.
В зависимости от средней плотности различают особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие бетоны.
Особо тяжелые бетоны со средней плотностью более 2500 кг/м изготовляют на особо тяжелых заполнителях (магнетит,лимонит, барит, чугунная дробь, обрезки стали). Эти бетоны применяют для изготовления специальных конструкций, например при сооружении зданий атомных электростанций для защиты от радиоактивного излучения.
Тяжелые бетоны со средней плотностью 2000...2500 кг/м3 изготовляют на плотном песке и крупном заполнителе из плотных горных пород и используют во всех несущих конструкциях.
Легкие бетоны со средней плотностью 500...2000 кг/м3 выпускают на пористом крупном заполнителе и пористом или плотном мелком заполнителе. Их используют в основном для производства ограждающих или несущих конструкций.
Особо легкие бетоны (ячеистые) со средней плотностью менее 500 кг/м изготовляют на основе вяжущего вещества, кремнеземистого компонента и порообразователя. Они применяются в качестве теплоизоляционного материала в виде плит, скорлуп, стеновых изделий (мелких блоков и панелей).
По виду вяжущего бетоны подразделяют следующим образом: бетоны на цементных вяжущих; бетоны на известковых вяжущих; бетоны на гипсовых вяжущих; бетоны на шлаковых и бетоны на специальных вяжущих.
По виду заполнителей различают: бетоны на плотных заполнителях; бетоны на пористых заполнителях; бетоны на специальных заполнителях.
По крупности зерен заполнителей различают бетоны мелкозернистые и крупнозернистые.
Мелкозернистым считается бетон, в котором размеры зерен крупного заполнителя менее 10 мм.
В зависимости от характера структуры различают следующие виды бетонов:
- -бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом;
- -купнопористые бетоны (беспесчаные или малопесчаные), в которых значительная часть объема межзерновых пустот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим веществом;
- -поризованные бетоны, в которых пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пенообразующими или газообразующими добавками;
- -ячеистые бетоны - бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразующей добавки.
По условиям твердения бетоны подразделяются на:
- -бетоны естественного твердения, твердеющие при температуре 15...20°С и атмосферном давлении;
- -бетоны, подвергнутые с целью ускорения твердения тепловой обработке (70...90°С) при атмосферном давлении;
- -бетоны, твердеющие в автоклавах при температуре 175...200°С и давлении пара 0,9...1,6 МПа.
