Сегодня достаточно сложно представить любое современное строение без применения бетона, этого искусственного творения человечества, представляющего собой монолитную отвердевшую субстанцию со свойствами, аналогичными камню. Этот материал получается в результате взаимодействия определенной жидкости (воды, специальных растворов) и обусловленных связующих компонентов. В итоге, после полного затвердевания образующих ингредиентов, и получается этот изумительный строительный материал – монолитный бетон.
Применяемые компоненты могут использоваться абсолютно любые, более того, они могут почти отсутствовать, а вот основой главных составляющих всегда являются вяжущие вещества (цемент) и жидкости, относящиеся к категории активных субстанций, а также заполнители бетона.
В качестве традиционных заполнителей, а они могут присутствовать до max=80% массы, используют щебень различных фракций, песок, отходы горнодобывающей промышленности и прочее.
Для производства специализированных бетонов, наделенных заданными свойствами, используют дополнительные добавки, а в результате получают бетоны – жароупорные, стойкие к химикатам, легкие и так далее.
Удельная плотность производимых бетонов, а она зависит от свойств составляющих, является их основным показателем, а от ее значения производится ключевая классификация бетонов как изделий.
Бетоны могут быть:
1. Бетонами класса “особо тяжелых” (с плотностью min=2500 кг на м³);
2. Бетонами класса “тяжелых” (плотность max=2500 кг на м³);
3. Бетонами класса “легких” (плотность max=1800 кг на м³);
4. Бетонами класса “особо легких” (плотность - max = 500 кг на м³).
Регулируются плотности изготовляемых бетонов соотношениями применяемых компонентов, то есть зерновым составом заполнителей, водоцементным соотношением, использованием пластификаторов и банальным тщательным уплотнением. Повышают плотность бетонов для усиления свойств прочности, обязательной водонепроницаемости, морозостойкости и прочего.
В зависимости от присутствующих вяжущих веществ бетоны могут быть следующих видов:
1. Цементные бетоны – бетоны, производимые на основе обычных портландцементов, сложных шлакопортландцементов, многокомпонетных пуццолановых портландцементах и прочих;
2. Силикатные бетоны автоклавного отвердения – бетоны, производимые с применением известково-шлаковых, известково-песчаных и прочих аналогичных вяжущих;
3. Гипсовые бетоны – бетоны, производимые на гипсоцементно-пуццолановых либо просто на гипсовых вяжущих составляющих;
4. Асфальтобетоны – бетоны, производимые с применением вяжущих составляющих битумных;
5. Полимерцементные и полимербетоны бетоны – бетоны, изготовленные с использованием синтетических смол;
6. Бетоны со специальными, специфическими искусственно приданными характеристиками. Примером могут служить бетоны кислотоупорные, где вяжущими составляющими служат основанные на жидком стекле специальные компоненты.
По структурному строению бетоны могут быть:
1. Бетоны с плотной структурой - когда пространство между частичками заполнителей почти полностью занимают незначительные воздушные поры с затвердевшим вяжущим материалом;
2. Бетоны с поризованной структурой - когда пространство между частичками заполнителей заполняют затвердевшие вяжущие и дополнительные поризованные пено- либо газообразователи;
3. Бетоны ячеистые. Их структуры состоят из затвердевших вяжущих кремнеземистых компонентов и специально образованных пор, которые равномерно распределены по имеющемуся объему изделия.
4. Бетоны с крупнопористой структурой. Подобные бетоны имеют значительные поры во всем изделии.
Кроме того, по назначению использования бетонные изделия бывают:
1. Бетонами обычными или конструкционными, предназначенными для возведения различных сложных железобетонных либо простых бетонных конструкций;
2. Бетонами с приданными гидротехническими свойствами;
3. Бетонами легкими, основное предназначение которых - конструкции ограждающие;
4. Бетонами покрытий, используемых при строительстве городских тротуаров, современных автомобильных трасс, аэродромов, различных площадок и прочее;
5. Бетонами специального предназначения, наделенными специфическими необходимыми свойствами: кислотостойкостью, радиационной защитой, жаропрочностью, декоративностью.
Важнейшими показателями являются и следующие величины:
Прочность бетонов характеризуется величиной “М”, которая находится в промежутке значений от min=50М до max=1000М.
На данный показатель существенно влияет “водоцементное соотношение”, то есть пропорции воды (жидкости) и цемента в конкретной бетонной смеси.
Определение прочности бетонов производится методами испытаний на лабораторных контрольных образцах из производимой партии изделий.
Водонепроницаемость бетонов делится на двенадцать значений марок “В”. Значение водонепроницаемости min B = 2, значение максимальное max B = 30 (3 МПа), шаг значений выражается в МПа.
Водонепроницаемость характеризует величину минимального действующего давления жидкости, при значении которого она не способна еще просочиться через испытываемые опытные образцы. Увеличить степень водонепроницаемости всегда можно, применив в смесях специальные расширяющие цементы либо уплотняющие добавки.
Морозостойкость бетонов обозначается символами “Mрз”. Особо высокую морозостойкость имеют бетоны с более плотной структурой, произведенные с использованием низкоаллюминатного портландцемента в сочетании с высококачественным гранитным щебнем. Бетоны широкого применения имеют средний показатель Мрз=50.
Коррозиестойкость бетонов. Процесс коррозии бетонов происходит в результате медленного, но постоянного разрушения присутствующего цементного камня и, как следствие, приводит к заметному снижению прочности и изначальной водонепроницаемости. Предотвратить подобные явления помогут используемые специальные цементы, такие как пуццолановые, либо обработка поверхностей пленкообразующими специальными составами или полимерными материалами.
Огнестойкость бетонов. Естественно, что бетоны относятся к огнестойким материалам, однако достаточно долговременное воздействие температур более 150оС снижает прочность обычных бетонов на min=30%. При наличии подобных условий используют жаростойкие бетоны, ибо применение любых теплозащитных средств особого эффекта не дают.
Расширения и усадки бетонов. Процесс отвердевания бетонов всегда сопровождается усадками, а во влажной среде даже разбуханием, хотя и незначительным. Подобных явлений лишены лишь бетоны, имеющие в своем составе расширяющие или безусадочные цементы.
Величина усадок в массивных монолитных конструкциях достигает значительных величин, что приводит к возникновению внушительных напряжений в изделии и, соответственно, к образованию трещин.
Основные составляющие бетонов
Вода
При изготовлении бетонов применяемая вода не должна содержать любые посторонние примеси – жиры, любые кислоты, сульфаты и прочие, которые однозначно будут препятствовать нормальному процессу отвердевания бетонов. Поэтому использование неочищенных сточных вод, промышленных или болотных крайне не рекомендуется.
Цементы
Одними из основополагающих компонентов любых бетонов, несомненно, являются цементы, от свойств которых существенно зависит область применения и предназначение изготовляемых бетонов. Благодаря различным маркам цементов, бетонам можно придать совершенно специфические свойства, несвойственные обычным бетонам.
Пески
Пески, применяемые в производстве бетонов любых марок, могут быть как искусственного, так и природного происхождения.
Пески естественного происхождения бывают намытыми в реках или море либо добытыми на суше. Последние называются овражными (горными). Речные и морские намытые пески обладают зернами округлой формы, земного же происхождения (овражные) – зернами остроугольными, что обеспечивает оптимальное сцепление компонентов бетона. Однако последние пески всегда более загрязненные по сравнению с песками намытыми.
Пески искусственного происхождения получают в процессе дробления фракций горных пород либо отходов металлургических шлаков. Но искусственно выработанные пески получаются весьма дорогостоящей продукцией и применяются лишь как добавки для обогащения в бетонах песков, имеющих мелкую фракцию.
Фракции зерен песков могут быть очень мелкие, мелкие, среднего размера и крупных фракций.
Особое внимание при производстве бетонов уделяется присутствию вредных примесей в песках, так как они существенно влияют на будущие качества производимых бетонов. Например, глинистые примеси снизят прочность бетонов, наличие органических остатков уменьшат сцепление составляющих бетонов, сернистые соединения приведут к быстрой коррозии и разрушению бетонов и так далее.
Гравий
Гравием являются рыхлые и достаточно крупные смеси зерен горных пород, образованные вследствие разрушения этих пород. Аналогично пескам гравий бывает намытым морским, речным или добытым на суше – горным.
Гравий горный имеет шероховатую поверхность, а все прочие намытые – гладкую. Но, как и песок, намытый гравий не имеет посторонних примесей.
Щебни
Щебни представляют собой искусственные крупнозернистые образования, которые получаются вследствие измельчения определенных горных пород либо промышленных отходов (бетона, шлаков, кирпича).
Бетоны - это сложные многокомпонентные материалы, обладающие определенными специфическими свойствами, которые можно регулировать в процессе их производства и получать материал с требуемыми характеристиками.
Применяемые компоненты могут использоваться абсолютно любые, более того, они могут почти отсутствовать, а вот основой главных составляющих всегда являются вяжущие вещества (цемент) и жидкости, относящиеся к категории активных субстанций, а также заполнители бетона.
В качестве традиционных заполнителей, а они могут присутствовать до max=80% массы, используют щебень различных фракций, песок, отходы горнодобывающей промышленности и прочее.
Для производства специализированных бетонов, наделенных заданными свойствами, используют дополнительные добавки, а в результате получают бетоны – жароупорные, стойкие к химикатам, легкие и так далее.
Удельная плотность производимых бетонов, а она зависит от свойств составляющих, является их основным показателем, а от ее значения производится ключевая классификация бетонов как изделий.
Бетоны могут быть:
1. Бетонами класса “особо тяжелых” (с плотностью min=2500 кг на м³);
2. Бетонами класса “тяжелых” (плотность max=2500 кг на м³);
3. Бетонами класса “легких” (плотность max=1800 кг на м³);
4. Бетонами класса “особо легких” (плотность - max = 500 кг на м³).
Регулируются плотности изготовляемых бетонов соотношениями применяемых компонентов, то есть зерновым составом заполнителей, водоцементным соотношением, использованием пластификаторов и банальным тщательным уплотнением. Повышают плотность бетонов для усиления свойств прочности, обязательной водонепроницаемости, морозостойкости и прочего.
В зависимости от присутствующих вяжущих веществ бетоны могут быть следующих видов:
1. Цементные бетоны – бетоны, производимые на основе обычных портландцементов, сложных шлакопортландцементов, многокомпонетных пуццолановых портландцементах и прочих;
2. Силикатные бетоны автоклавного отвердения – бетоны, производимые с применением известково-шлаковых, известково-песчаных и прочих аналогичных вяжущих;
3. Гипсовые бетоны – бетоны, производимые на гипсоцементно-пуццолановых либо просто на гипсовых вяжущих составляющих;
4. Асфальтобетоны – бетоны, производимые с применением вяжущих составляющих битумных;
5. Полимерцементные и полимербетоны бетоны – бетоны, изготовленные с использованием синтетических смол;
6. Бетоны со специальными, специфическими искусственно приданными характеристиками. Примером могут служить бетоны кислотоупорные, где вяжущими составляющими служат основанные на жидком стекле специальные компоненты.
По структурному строению бетоны могут быть:
1. Бетоны с плотной структурой - когда пространство между частичками заполнителей почти полностью занимают незначительные воздушные поры с затвердевшим вяжущим материалом;
2. Бетоны с поризованной структурой - когда пространство между частичками заполнителей заполняют затвердевшие вяжущие и дополнительные поризованные пено- либо газообразователи;
3. Бетоны ячеистые. Их структуры состоят из затвердевших вяжущих кремнеземистых компонентов и специально образованных пор, которые равномерно распределены по имеющемуся объему изделия.
4. Бетоны с крупнопористой структурой. Подобные бетоны имеют значительные поры во всем изделии.
Кроме того, по назначению использования бетонные изделия бывают:
1. Бетонами обычными или конструкционными, предназначенными для возведения различных сложных железобетонных либо простых бетонных конструкций;
2. Бетонами с приданными гидротехническими свойствами;
3. Бетонами легкими, основное предназначение которых - конструкции ограждающие;
4. Бетонами покрытий, используемых при строительстве городских тротуаров, современных автомобильных трасс, аэродромов, различных площадок и прочее;
5. Бетонами специального предназначения, наделенными специфическими необходимыми свойствами: кислотостойкостью, радиационной защитой, жаропрочностью, декоративностью.
Важнейшими показателями являются и следующие величины:
Прочность бетонов характеризуется величиной “М”, которая находится в промежутке значений от min=50М до max=1000М.
На данный показатель существенно влияет “водоцементное соотношение”, то есть пропорции воды (жидкости) и цемента в конкретной бетонной смеси.
Определение прочности бетонов производится методами испытаний на лабораторных контрольных образцах из производимой партии изделий.
Водонепроницаемость бетонов делится на двенадцать значений марок “В”. Значение водонепроницаемости min B = 2, значение максимальное max B = 30 (3 МПа), шаг значений выражается в МПа.
Водонепроницаемость характеризует величину минимального действующего давления жидкости, при значении которого она не способна еще просочиться через испытываемые опытные образцы. Увеличить степень водонепроницаемости всегда можно, применив в смесях специальные расширяющие цементы либо уплотняющие добавки.
Морозостойкость бетонов обозначается символами “Mрз”. Особо высокую морозостойкость имеют бетоны с более плотной структурой, произведенные с использованием низкоаллюминатного портландцемента в сочетании с высококачественным гранитным щебнем. Бетоны широкого применения имеют средний показатель Мрз=50.
Коррозиестойкость бетонов. Процесс коррозии бетонов происходит в результате медленного, но постоянного разрушения присутствующего цементного камня и, как следствие, приводит к заметному снижению прочности и изначальной водонепроницаемости. Предотвратить подобные явления помогут используемые специальные цементы, такие как пуццолановые, либо обработка поверхностей пленкообразующими специальными составами или полимерными материалами.
Огнестойкость бетонов. Естественно, что бетоны относятся к огнестойким материалам, однако достаточно долговременное воздействие температур более 150оС снижает прочность обычных бетонов на min=30%. При наличии подобных условий используют жаростойкие бетоны, ибо применение любых теплозащитных средств особого эффекта не дают.
Расширения и усадки бетонов. Процесс отвердевания бетонов всегда сопровождается усадками, а во влажной среде даже разбуханием, хотя и незначительным. Подобных явлений лишены лишь бетоны, имеющие в своем составе расширяющие или безусадочные цементы.
Величина усадок в массивных монолитных конструкциях достигает значительных величин, что приводит к возникновению внушительных напряжений в изделии и, соответственно, к образованию трещин.
Основные составляющие бетонов
Вода
При изготовлении бетонов применяемая вода не должна содержать любые посторонние примеси – жиры, любые кислоты, сульфаты и прочие, которые однозначно будут препятствовать нормальному процессу отвердевания бетонов. Поэтому использование неочищенных сточных вод, промышленных или болотных крайне не рекомендуется.
Цементы
Одними из основополагающих компонентов любых бетонов, несомненно, являются цементы, от свойств которых существенно зависит область применения и предназначение изготовляемых бетонов. Благодаря различным маркам цементов, бетонам можно придать совершенно специфические свойства, несвойственные обычным бетонам.
Пески
Пески, применяемые в производстве бетонов любых марок, могут быть как искусственного, так и природного происхождения.
Пески естественного происхождения бывают намытыми в реках или море либо добытыми на суше. Последние называются овражными (горными). Речные и морские намытые пески обладают зернами округлой формы, земного же происхождения (овражные) – зернами остроугольными, что обеспечивает оптимальное сцепление компонентов бетона. Однако последние пески всегда более загрязненные по сравнению с песками намытыми.
Пески искусственного происхождения получают в процессе дробления фракций горных пород либо отходов металлургических шлаков. Но искусственно выработанные пески получаются весьма дорогостоящей продукцией и применяются лишь как добавки для обогащения в бетонах песков, имеющих мелкую фракцию.
Фракции зерен песков могут быть очень мелкие, мелкие, среднего размера и крупных фракций.
Особое внимание при производстве бетонов уделяется присутствию вредных примесей в песках, так как они существенно влияют на будущие качества производимых бетонов. Например, глинистые примеси снизят прочность бетонов, наличие органических остатков уменьшат сцепление составляющих бетонов, сернистые соединения приведут к быстрой коррозии и разрушению бетонов и так далее.
Гравий
Гравием являются рыхлые и достаточно крупные смеси зерен горных пород, образованные вследствие разрушения этих пород. Аналогично пескам гравий бывает намытым морским, речным или добытым на суше – горным.
Гравий горный имеет шероховатую поверхность, а все прочие намытые – гладкую. Но, как и песок, намытый гравий не имеет посторонних примесей.
Щебни
Щебни представляют собой искусственные крупнозернистые образования, которые получаются вследствие измельчения определенных горных пород либо промышленных отходов (бетона, шлаков, кирпича).
Бетоны - это сложные многокомпонентные материалы, обладающие определенными специфическими свойствами, которые можно регулировать в процессе их производства и получать материал с требуемыми характеристиками.
