Представляем очередной выпуск рассылки 'KNOW-HOUSE.ru - строительные
материалы и технологии'.
Статьи готовятся на основе новых материалов, публикуемых в Информационной
системе по строительству НОУ-ХАУС (www.know-house.ru).
Будем благодарны Вам за советы и замечания по организации рассылки и помощь
в выборе тем.
Наш e-mail:
newsletters@know-house.ru
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О БЕТОНЕ
Общие положения
Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате
затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или
органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей,
взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют
бетонной смесью.
В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или
других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой.
Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции
между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в
единый монолит.
Между цементом и заполнителем обычно не происходит химического
взаимодействия (за исключением силикатных бетонов, получаемых автоклавной
обработкой), поэтому заполнители часто называют инертными
материалами.
Однако они существенно влияют на структуру и свойства, изменяя его
пористость, сроки затвердевания, поведения при воздействии нагрузки и
внешней среды. Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при
твердении и тем самым обеспечивают получение больше размерных изделий и
конструкций. В качестве заполнителей используют преимущественно местные
горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых
заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют
85... 90%, а цемент - 10...15% от массы бетона.
В последние годы в строительстве широко используют легкие бетоны, получаемые
на искусственных пористых заполнителях. Пористые заполнители снижают
плотность бетона, улучшают его теплотехнические свойства.
Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят
различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание
бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют
твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при
необходимости изменяют и другие свойства бетона.
Бетоны на минеральных вяжущих веществах являются капилярно-пористыми телами,
на структуру и свойства которых заметное влияние оказывают как внутренние
процессы взаимодействия составляющих бетона, так и воздействие окружающей
среды.
В течении длительного времени в бетонах происходит изменение поровой
структуры, Наблюдается протекание структурообразующих,, а иногда и
деструктивных процессов и как результат - изменение свойств материала. С
увеличением возраста бетона повышается его прочность, плотность, стойкость к
воздействию окружающей среды. Свойства бетона определяется не только его
составом и качеством исходных материалов, но и технологией приготовления и
укладки бетонной смеси в конструкцию, условиями твердения бетона. Все эти
факторы учитывают при проектировании бетона и производстве конструкций на
его основе.
На органических вяжущих веществах (битум, синтетические смолы и т.д.)
бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую
плотность и непроницаемость бетонов.
Многообразие вяжущих веществ, заполнителей, добавок и технологических
приемов позволяет получать бетоны с самыми разнообразными свойствами.
Бетон является хрупким материалом: его прочность при сжатии в несколько раз
выше в несколько раз выше прочности при растяжении. Для восприятия
растягивающих напряжений бетон армируют стальными стержнями, получая
железобетон. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала
растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон.
Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между
ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициентами линейного
расширения. Бетон предохраняет арматуру от коррозии.
Бетонные и железобетонные конструкции изготовляют либо непосредственно на
месте строительства - монолитный бетон и железобетон, либо на заводах и
полигонах с последующем монтажом на строительной площадке - сборный бетон и
железобетон.
Классификация бетонов
В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона.
Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны
классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.
Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой
влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.
По плотности бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500
кг/ куб. м.; тяжелые - 1800...2500; легкие -500... 1800; особо легкие -
менее 500 кг/куб, м.
Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях - стальных опилках
или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны)
или барите (баритовый бетон).
Тяжелые бетоны с плотностью 2100...2500 кг/ куб. м. получают на плотных
заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). Облегченный бетон
с плотностью 1800...2000 кг/ куб.м. получают на щебне из горных пород с
плотностью 1600...1900 кг/куб, м.
Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит,
вспученный шлак, пемза,туф).
К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон),
которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с
помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.
Главной составляющей бетона, во многом определяющей его
свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны
цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и
специальные.
Цементные бетоны приготовляют на различных цементах и наиболее широко
применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на
цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема
производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20...25%)
и пуццолановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относятся:
декоративные бетоны, (на белом и цветных цементах), бетоны для
самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных
целей (на глиноземистом и безусадочном цементах).
Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом
случае применяют автоклавный способ твердения.
Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для
внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий.
Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные - пуццолановые бетоны,
обладающие повышенной водостойкостью. Применение -объемные блоки санузлов,
конструкции малоэтажных домов.
Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными
растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.
Полимербетоны изготовляют на различных видах полимерного связующего, основу
которого составляют смолы (полиэфирные, эпоксидные, карбамидные) или
мономеры (фурфуролацетоновый), отверждаемые в бетоне с помощью специальных
добавок. Эти бетоны более пригодны для службы в агрессивных средах и особых
условиях воздействия (истирание, кавитация).
Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из
цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).
Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для
кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с
кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих
используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов
промышленности.
Бетоны применяют для различных видов конструкций, как
изготовляемых на заводах сборного железобетона, так возводимых
непосредственно на месте эксплуатации (в гидротехническом, дорожном
строительстве).
В зависимости от области применения различают:
обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колон, балок
перекрытий и мостовых конструкций);
гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов,
водопроводно-канализационных сооружений; бетон для ограждающих конструкций
(легкий); бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий;
бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для
радиационной защиты).
Общие требования ко всем бетонам и бетонным смесям следующие:
до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться,
транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и
удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную
скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода
конструкции в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть
минимальными.
Более подробно с классификацией бетонов можно ознакомиться в разделе БЕТОН
Ы на сайте ИС по строительству НОУ-ХАУС (www.know-house.ru)
