Бетон - это что такое? Какие классы бетона существуют? Оптимальное количество воды в цементе. Составляющие бетонной смеси

Бетон - это очень хорошо перемешанная и уплотненная масса, которую получают из специального материала (цемента) с добавлением воды в особо точных пропорциях, что впоследствии затвердевает до каменного состояния.

Изложенные виды бетонных смесей в данной статье, являются самыми распространёнными на сегодняшний момент. Ознакомившись с которыми, вы сможете узнать для себя много нового.

В нашем двадцать первом столетии разнообразие бетона просто зашкаливает. Его применяют при строительстве самых различных объектов. Например, для создания фундамента зданий, перекрытий для подвалов, защиты уже нанесённых бетонных смесей от различных внешних факторов, для конструирования лестниц, создания несущих конструкций, стен и так далее.

Внимание ! Затраты на бетонные материалы часто составляет 15-20 % от стоимости всего здания, притом что это без учета затрат бетона на стены. Исходя из этого, можно сделать вывод, что подбор бетона - это важнейшая составляющая строительства.

Немаловажным фактором являются процессы приготовления и нанесения бетона. Но в данной статье мы поговорим не об этом, а о том, какие бывают типы бетонов и с чем это связано.

Бетон, чаще всего, применяют при строительстве различных помещений. Строительством занимается очень мало специалистов своего дела, особенно если хозяин решается возвести дом самостоятельно, не являясь профессионалом в сфере строительной индустрии. Зачастую, не знакомясь предварительно со всей «палитрой» при выборе бетонных смесей, он тем самым подвергает свою будущую постройку к преждевременному разрушению, деформациям и малой прочности при всевозможных внешних воздействиях на объект. Важно помнить, что правильный выбор бетонной смеси - это пятьдесят процентов успеха при строительстве здания. Сделав прочным его основание, вы будете уверены в надежности на долгие годы!

До момента затвердевания, полученная консистенция из песка, воды, гравия и цемента является бетонной смесью. Главными показателями среди преимуществ бетона являются его превосходная устойчивость к нагрузкам, на сжатие и растяжение.

Но и этого недостаточно, чтобы использовать один только бетон для построения конструкций, которые будут рассчитаны на высокие нагрузки. Для увеличения показателей его прочности используют арматуру, что отлично поглощает всевозможные растягивающие силы, которые могут воздействовать на бетонную конструкцию. Комбинирование арматуры и бетона называют железобетоном.

Случается, что даже этого недостаточно, когда в результате сверхвысоких нагрузок могут образовываться трещины. Для таких ситуаций строители разработали способ «предварительного напряжения бетона». Его суть состоит в том, что залитую бетонную массу, которая подвержена растяжению, обжимают натянутой арматурой. В результате все силы растяжения, действующие на конструкцию, будет воспринимать арматура, а не бетон.

Важно ! Стоит отметить, что использование такой конструкции в строительстве не только увеличивают прочность зданий, она также значительно снижают расходы на арматуру.

Классификация бетона

Бетон классифицируют по усредненной плотности на один кубический метр и подразделяют на:

сверхтяжелый - свыше 2450 кг/м 3 . Сверхтяжелый бетон производят из таких материалов, как магнетит и гематит. Это рудные породы, что измельчаются до состояния опилок, стружек и окалины. Подобный материал применяют только при строительстве атомных электростанций, для защиты помещений от радиационного излучения;
тяжелый - от 1700 до 2400 кг/м 3 . Тяжелые бетоны - это наиболее популярный вид смеси, он обладает высокой популярностью при строительстве подземных и несущих конструкций, а также при возведении простых стен, перегородок и фундамента. В качестве главного компонента данной смеси выступает щебень из горных пород, таких как известняк, диабазит, гранит и др.;
легкий - от 250 - 1700 кг/м 3 . К группе легкого бетона относятся смеси, в состав которых входят пористые заполнители (как искусственные, так и естественные), иногда даже и без заполнителя, при использовании искусственных замкнутых пор внутри бетонной смеси. Обычно легкие бетоны применяют как прочную теплоизоляционную конструкцию в частных домах;
сверхлегкий - до 450 кг/м 3 . Сверхлегкие бетонные смеси, как правило, выступают в роли теплоизоляционного ячеистого бетона, обладающего большим количеством пор, созданных на основе лёгких пористых заполнителях. Подобного рода бетонные конструкции выделяются за счет высокой теплоизоляции и могут применяться не только для теплоизоляции стен, полов или потолков, но и как целостная конструкция от воздействия внешних температурных факторов.

Разновидность бетона относительно своей структуры

На современном рынке бетонные смеси можно встретить со следующими структурами:

уплотненной. Уплотненная - это структура, в которой стараются достичь максимального заполнения пространства в самом бетоне, т.е. не оставить свободных зон, которые могли бы снижать плотность и твердость материала. Подобного рода бетон производят из крупных и мелких заполнителей и плотного связывающего вещества.
пористой. Пористая структура заполняется связывающим веществом в пористом состоянии. Применяют при строительстве стен и фасадов.
ячеистой. Ячеистой структурой принято считать бетонную смесь, в состав которой не входят никакие заполнители. Вместо этого, ее наполняют большим количеством искусственных пород в форме замкнутых ячеек, наполненных воздухом. Эта структура широко применяется при строительстве одноэтажных домов.
сверхпористой. Структура такого рода выступает только в виде одного крупного заполнителя, без применения песчаных пород.

Видео на тему какие бывают виды бетонов:

Разновидность бетона относительно связывающего вещества

Если рассматривать классы бетона по его внутренним наполнителям, то можно выделить следующие:

на основе цемента. Цементный бетон - это смесь на основе клинкерного, портландского, шлакопортландского и пуццоланового цементов. Это самый распространений тип бетона. Его применяют при строительстве многоэтажных построек;
силикатные смеси. Бетон из таких смесей получают на основе вяжущих известняков. При производстве данного вида применяют автоклавы, где бетон подвергают термообработке для увеличения его силовых показателей;
гипсовые смеси. Этот вид бетонных смесей обладает высокой водопоглотимостью. Подобного рода бетон применяют при строительстве внутренних стен и потолков. Также стоит отметить, что он является бюджетным материалом;

шлаково-щелочная смесь. Бетоны на основе шлаковой щелочи выступают в качестве связывающего вещества. В такой смеси используются перемолотые шлаки. Этот материал обладает высокой устойчивостью к суровым внешним условиям;
полимерные смеси. В бетонных смесях на основе полимерных компонентов, главными связывающим компонентом являются: эпоксидные, полиэфирные и фурановые смолы. Смеси на этой основе не рационально применять для жилых или офисных зданий;
Важно ! Подобного рода материал используют исключительно при строительстве заводов, занимающихся химической промышленностью и переработкой металлов. Там, где необходима высокая износостойкость и устойчивость к всевозможным тепловым условиям.
специальные бетонные смеси. Такие смеси производят с добавлением компонентов на водной основе полимеров, что выступают в качестве затвердевающего компонента при его применении. Используемые полимерные компоненты являются отличным связывающим веществом. Они усиливают скрепление элементов в теле бетона. Подобного рода смеси отлично сопротивляются растяжению, морозостойкости и могут похвастаться превосходными водоотталкивающими свойствами.

Разновидность бетона относительно области применения

Исходя из всей многогранности строительной индустрии, бетоны, также делаться относительно целей, для которых они предназначены. Они бывают:

конструкционные - это смеси предназначены для общего применения. Обычно применяются в виде несущих конструкций зданий и перекрытий. Они способны противостоять высоким силовым нагрузкам. Главным достоинством этого вида является высокая прочность, устойчивость к деформациям и возможность использования при экстремально низких температурах;
конструкционно-теплоизоляционные смеси. Эти материалы широко применяют в наружных конструкциях, а именно при строительстве ограждений и фасадов. Главной особенности этого бетона является высокая теплозащита;
теплоизоляционные бетонные смеси. Этот вид смеси применяют для зданий и заводов, в основном заводов, где необходимо обеспечить высокое термическое сопротивление для ограждающих конструкций при его небольшом слое. При этом данный тип не применяют в качестве несущей конструкции, теплоизоляционные бетоны наносят поверх уже установленных бетонных конструкций;
Гидротехнические - это бетонные смеси, которые применяют для обеспечения высокой плотности, водонепроницаемости, морозостойкости и стойкости к суровым внешним условиям. Данного рода бетон весьма распространен в северной части страны, где его применяют для строительства жилых домов;
дорожные бетонные смеси. Это вещества, применяемые для нанесения в качестве верхнего слоя на дороге, а также на взлетно-посадочной площадке в аэропортах. Данный класс бетона обладает высокой устойчивостью к деформациям и трещинам. Не разрушается под воздействием перепада температур;
Химически устойчивые смеси. Бетонные смеси такого рода устойчивы к воздействию солей, кислот и щелочей. Вместе с этими уникальными показателями, данный вид бетонной смеси, может похвастаться высокой износостойкостью под воздействием всевозможных химических соединений и паров. Данный вид бетона по своей сути служит в качестве изоляционного материала. Его наносят на уже готовый слой бетона;
Важно ! Его нельзя использовать в качестве материала для несущих конструкций.
Термостойкие. Эти смеси сохраняют в необходимых рамках требуемые физико-механические показатели, даже при продолжительном воздействии на них повышенной температуры. В основном применяются для производственных объектов в качестве несущей конструкции, что могут подвергаться высоким температурам в ходе работы.
Декоративные бетонные смеси. Этот материал используют для фактурной обработки при отделочных работах на внешней поверхности зданий. Подобного рода бетонные конструкции обязаны соответствовать выбранному цвету, фактуре. А также должны обладать повышенной устойчивостью к атмосферным изменениям.

Итог

Хочется отметить, что ввиду такого большого разнообразия бетонных смесей, стоит задуматься на счет того, как правильно ее подобрать. Не стоит делать необдуманную покупку. Прежде всего, определитесь с целями, для которых вам необходима бетонная смесь, потом с условиями, в которых она будет использоваться, а затем обратите внимание на показатели прочности и деформации. Если учесть эти три аспекта при подборе бетонной смеси, то в таком случае неверный выбор у вас просто не получиться, и вы останетесь довольны покупкой на долгие годы.

На нормативную прочность бетона при растяжении (R н р) влияют те же факторы, что и на прочность при сжатии, причем особенно существенное значение здесь имеет неоднородность структуры бетона. Хотя разные факторы сказываются на величинах R и R н р по-разному. Увеличение расхода цемента увеличивает прочность R н р значительно меньше, чем R. Повышение расхода цемента на 33% увеличивает R на 28,5%, а R н р всего на 12,5%. С ростом В/Ц (водоцеметное соотношение) сопротивление разрыву уменьшается меньше, чем сопротивление сжатию.

Кроме того, величина R н р зависит от зернового состава заполнителя и видов зерен. Песок и гравий с округленными зернами обуславливают меньшую величину прочности нежели песок и щебень с шероховатыми угловатыми зернами. А на величину R эти факторы влияния не оказывают.

При сравнении показателей прочности у бетонов разных марок выясняется, что отношение R н р /R уменьшается с повышением марки, то есть получается, что бетоны высоких марок обладают относительно меньшей прочностью на растяжение.

Стандарты не требуют специальных испытаний бетона на растяжение и не дают никаких указаний о размерах и форме образцов. Однако, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки по сечению образца, он должен иметь длину, превышающую поперечный размер не менее чем в 3 раза. Разрывное усилие, как правило, передается через специальные заплечики на концах образца. Важно перед испытанием предохранить образцы от резких перепадов влажности и температуры, так как это оказывает большое влияние на результат. Также окончательный результат испытаний зависит от точности установки в машине и правильной геометрической формы образца. Эксцентрицитет и самый незначительный перекос могут сильно отразиться на показателе R н р.

При данной методике испытания на растяжение, показатель прочности, вычисленный по формуле N p /Fполучается весьма условным. Нередко образцы разрушаются возле заплечиков, где возникают значительные концентрации напряжения. Но даже при разрыве между заплечиками найденная плотность не менее условна, поскольку разрыв происходит чаще всего по поверхности соприкасания цементного камня с камневидными составляющими. А так как эта поверхность совершенно случайная, то разброс показателей выходит довольно большой.

Как и при сжатии, огромное значение имеет размер поперечного сечения образца: большие значения R н р имеют образцы с меньшим поперечным сечением.

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

Есть несколько способов повысить прочность бетона при растяжении. Лучшие увеличивают плотность бетона. Самый простой - правильный подбор состава бетона и применение цементов высокой прочности. Помогает также примесь разных добавок – тонко измельченных каменных материалов, трасов и пуццоланов. Лучшее средство повышения прочности при растяжении - хорошее уплотнение бетона путем вибрирования, вакуумирования, виброштампования или центрифугирования.

Для строительства, который получается в результате формования и затвердевания правильно подобранной смеси, включающей вяжущее вещество, воду, а также мелкие и крупные наполнители. Все это претерпевает обязательное уплотнение. В некоторых случаях используются специальные добавки, а если речь идет об асфальтобетоне, то вода вовсе не используется.

Компоненты

По своей сути бетон - это смесь цемента и воды, в результате реакции между которыми формируется цементный камень, скрепляющий в единый монолит зерна используемых наполнителей. Структура и зависят от этих веществ. Они изменяют его степень пористости, реакцию на воздействия нагрузок, время затвердения, а также существенно уменьшают деформацию бетона в процессе его затвердевания. Бетон стал главным строительным материалом, используемым во всех областях за счет того, что предоставляет широкие возможности для получения смесей с разными свойствами с добавлением разнообразных наполнителей. Именно эти его характеристики и открывают столь широкие возможности для применения.

Бетон - это долговечный материал с высокой степенью огнестойкости, его плотность, прочность и прочие характеристики можно изменять, придавая ему какие-то конкретные свойства. При надлежащей обработке из смеси можно изготовить конструкции необходимой формы с позиций архитектуры и строительной механики.

Немного истории

В качестве искусственного строительного материала, состоящего из воды, наполнителей и вяжущего вещества бетон известен с глубочайшей древности. Более семи тысячелетий назад его использовали жители Междуречья для возведения хозяйственных построек и жилищ. Использовался он и строителями Великих пирамид. Древними римлянами строительство из бетона было выведено на новый уровень - после себя они оставили не только фундаменты зданий, но и целые кварталы бетонных построек. Особенности конструкции римских дорог, куполов, сводов и полов из этого материала и сейчас не утратили своей значимости. Однако в Средние века технология изготовления римского бетона была безвозвратно утеряна.

Конечно, древний бетон - это не то же самое, что и современный. Основное его отличие заключается в составе, на тот момент в нем не было цемента. В качестве использовали гипс, известь или глину.

Характеристики

Прочность бетона - это важнейшая его характеристика, которая оказывает непосредственное воздействие на эксплуатационные параметры материала. Под этим понятием принято подразумевать способность бетона выдерживать воздействие агрессивных сред и внешних механических сил. Эта величина определяется методами контроля: ультразвуковыми и механическими. В ГОСТ 18105-86 указаны правила испытания прочности бетона на изгиб, растяжение и сжатие. Одной из характеристик служит коэффициент вариации, демонстрирующий однородность смеси.

В соответствии с ГОСТ 10180—67 определение предела прочности бетона производится при сжатии контрольного куба, имеющего размер ребер 200 миллиметров в возрасте 28 суток. Данный вид принято называть кубиковой прочностью. Кроме ГОСТов, для определения прочности используются еще и СНиПы. К примеру, минимальная распалубочная прочность бетона горизонтальных незагруженных конструкций при длине пролета до 6 метров должна быть не менее 70% проектной прочности, а при длине более 6 метров - 80% проектной прочности. В данном случае именно прочность представляет важнейшее свойство. Как и природный камень, этот материал лучше сопротивляется сжатию, а не растяжению, поэтому именно предел прочности по этому показателю выбран в качестве главного критерия.

Свойства

Бетон - это материал, для которого прочность представляет собой характеристику, нарастающую в результате физико-химических процессов взаимодействия между цементом и водой, который проходит должным образом во влажных и теплых условиях. Случись так, что материал замерзнет или высохнет, этот процесс завершится. Ранее высыхание или замерзание сказывается негативно на итоговых характеристиках материала.

Однородность

В совокупности со всеми остальными факторами однородность по прочности зависит от качества и содержания используемых заполнителей, в особенности если какие-то свойства последних не позволяют получить бетон требуемой прочности. Поэтому этот параметр связывают с предыдущим, хотя опытные данные показывают, что такая взаимосвязь не всегда имеет место. При повышении однородности бетона появляются возможности для его более эффективного применения.

Показатель однородности определяется в результате проведенных испытаний контрольных образцов, произведенных из рабочего бетона с определенными заданными свойствами. К примеру, в процессе исчисления данного показателя учитываются результаты испытания одинаковых по габаритам и условиям хранения равновозрастных образцов материала. Однородность по водонепроницаемости определяется посредством испытания образцов одинаковой толщины в условиях использования одних и тех же методов.

Плотность

Эта характеристика бетона является довольно непростой, так как она изменяется в зависимости от того, какие компоненты добавлены в смесь. Для увеличения можно использовать пуццолановый портландцемент, который расширяется, либо не образующий пустот при застывании. Оказывают влияние на этот параметр и добавки-пластификаторы, которые часто улучшают характеристики уже готовой смеси. Если соответствует ГОСТу, то и его плотность будет величиной известной.

Классы

На данный момент существует несколько видов. Легкий бетон - это материал, плотность которого составляет 500-1800 кг/м 3 . К данному классу относят: пенобетон, керамзитобетон, газобетон, ячеистый, арболит, перлитовый и вермикулитовый бетон. У такой смеси несущая способность после застывания довольно мала. Обычный, или тяжелый бетон, характеризуется плотностью 1800-2500 кг/м 3 . В качестве наполнителя тут используется щебенка, гравий. Этот вид используется в промышленном строительстве, что обеспечивается его повышенной стойкостью к износу. Особо тяжелый класс бетона - это материал, характеризующийся плотностью более 2500 кг/м 3 . Такие смеси используются для строительства АЭС, так как они обладают свойствами защиты от ионизирующего излучения.

Марка бетона

Это еще одна важная характеристика данного материала. Показатель по прочности на сжатие показывает сопротивление осевому сжатию. относительно растяжения показывает сопротивление осевому растяжению контрольных образцов. Показатель морозостойкости демонстрирует количество циклов попеременного оттаивания и замораживания. Марка бетона по водонепроницаемости показывает, при каком одностороннем гидравлическом давлении бетон не будет пропускать воду в процессе проведения стандартных испытаний.

Выводы

При строительстве объекта любого назначения правильным решением будет покупка готового бетона, изготовленного в полном соответствии с ГОСТами, так как сложно добиться желаемого результата при изготовлении его самостоятельно и без наличия специального оборудования.

Бетон - искусственный материал, который получается путем скрепления естественных твердых материалов – мелкодисперсных частиц (песка) и относительно крупных частиц (гравия (щебня)) - в единое целое. Бетоны подразделяются по связующему веществу, которым скрепляются частицы каменных материалов. Наиболее широкое применение получил цементный бетон, связующее вещество - цемент. Дорожное строительство широко используетасфальтобетон и дегтебетон; для них связующим служат битумы и дегти. Бывают и другие виды бетонов: гипсобетон, известковый бетон и т.д. Бетон – очень популярный строительный материал. Строения, сооружения, конструкции из него можно часто увидеть в городах, портах, на дорогах. Цементное тесто затвердевая, соединяет песчинки, отдельные частицы щебня в монолитный камень, имеющий высокую прочность. Микс, состоящий из цемента, песка и воды – это растворная смесь. Раствор цемента, щебня, песка и воды в жидком (подвижном) состоянии называетсяется бетонной смесью. Отвердевший материал, как нами было выше указано, имеет название бетон. Свойства бетона Основное свойство любого стройматериала - это прочность. Бетон имеет большую прочность, в частности, при сжатии. Стандартный бетонный кубик со сторонами 10 сантиметров выдерживает нагрузку до 20-40 тонн, практически вес грузового автомобиля. В настоящее время бетоны могут выдерживать нагрузку до 500-600 килограммов на сантиметр. Прочность бетона на растяжение гораздо меньше. Если бетонную конструкцию или образец бетона растягивать, то разрушение происходит при нагрузках в 10-20 раз меньших, чем при сжатии. Как раз в этом заключается отличие бетона от стали, имеющей одинаковую прочность как при растяжении, так при сжатии. На многие строительные конструкции при работе воздействуют изгибающие силы. В таком случае в сопротивлении бетона действию разрушающих сил основное значение придается его прочность на растяжение. Широкое применение железобетона в качестве конструкционного материала, устранило недостатки, присущие бетону. Железобетон занял свое сегодняшнее место в строительстве. В нем свойства бетона - большая прочность при сжатии, стойкость к действию воды и воздуха, огнестойкость - дополняются свойствами стали - прочностью на растяжение, упругостью. В железобетонных конструкциях установлены стальные армирующие стержни, которые принимают на себя воздействие изгибающих нагрузок. Количество арматуры и ее пространственное расположение в конструкции определяются специальным расчетом. Железобетон Железобетон сейчас очень широко применяется; из него строятся мостовые переходы и плотины, дорожные покрытия автомагистралей и покрытия ВПП (взлетно-посадочных полос) для самолетов, тоннели, канализационные трубы и резервуары, изготовляются конструкции для жилых и промышленных зданий и помещений (фундаменты, колонны, перекрытия, лестничные марши и балки, забивные сваи и др.) и даже суда. Обычный неармированный бетон совершенно без арматуры, применяют сейчас редко, но свойства цементного бетона являются основной составляющей свойств железобетонных конструкций. Бетон имеет высокую стойкость к таким воздействиям, как влажность и сухость, охлаждение и нагревание, истирание и размывание. Он служит основным материалом для строений, которые должны существовать долгие годы. Поэтому стоит купить бетон лучшего качества. Одно из преимуществ бетона - это изготовление бетона с использованием местных материалов (щебня, песка, воды). Только на десять процентов бетон (по весу) содержит цемента, остальные девяносто - это щебень, песок и вода, которые практически везде можно найти относительно недалеко от места строительства. Превосходства бетона Бетон превосходит древесину как строительный материал, которая подвержена гниению, легко горит и поэтому непригодна для строительства долговечных сооружений. Сталь достаточно быстро разрушается под воздействием влаги воздуха. Она не используется для постройки стен в чистом виде, так как имеет большой коэффициент теплоотдачи; учитывая это, стальные стены из стали делали бы в 50 раз толще бетонных, кроме того сталь почти в три раза тяжелее бетона. Для строительства автодорог, которые принимают на себя нагрузки от движущихся по ним автомобильных потоков, бетон , а точнее асфальтобетон - незаменим. Из железобетона создаются мостовые конструкции, ливневые канализации, подпорные стенки, а также виадуки. Дорожные покрытия на автомагистралях и основания для асфальтобетонных покрытий все чаще выполняются из цементого бетона.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно «научили» их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущем веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В 80-х годах XIX века Профессор А.Р. Шуляченко разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Профессор Н.А. Белелюбский в 1891 году провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Профессор И.Г. Малюга в 1895 году в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 году был издан капитальный труд Н.А. Житкевича «Бетон и бетонные работы». В начале века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).

В России технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 год) и Днепростроя (1930 год). Профессора Н.М. Беляев и И.П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону. В

30-е годы ученые московской школы бетона Б.Г. Скрамтаев, Н.А. Попов, С.А. Миронов, С.В. Шестоперов, П.М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона. В послевоенные годы создавались новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинали широко применяться химические добавки улучшающие свойства бетона, совершенствовались способы проектирования состава бетона и его технология.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируют по трем признакам:

1. По средней плотности

2. По виду вяжущего вещества

3. По назначению

Если говорить о первой характеристике, то большинство свойств бетона зависят от его плотности. В свою очередь, плотность бетона формируется по воздействием многих факторов, таких как: плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетоны делят на три вида:

Особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб.м).;

Тяжелые (1800-2500кг/куб.м);

Легкие (500-1800 кг/куб. м);особо легкие (менее 500 кг/куб.м)

Особо тяжелые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). Они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжелые бетоны, обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие легкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). К тяжелым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжелыми и легкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Легкие бетоны готовят 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.

По виду вяжущего вещества бетоны делятся на:

Цементные

Силикатные

Гипсовые

Шлакощелочные

Полимерцементные

Специальные

Цементные бетоны готовят 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.

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.

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.

По назначению бетоны делятся на:

Обычный бетон для железобетонных конструкций

Гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений

Бетон для ограждающих конструкций

Бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий

Бетоны специального назначения: жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты

Марки бетона

Бетоны маркируют по следующим показателям:

1. Прочность

2. Морозостойкость

3. Водонепроницаемость

Прочность бетона , в первую очередь, зависит от его однородности. Для оценки однородности бетона любой марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени.

Кроме того, большое значение на прочность бетона оказывает качество цемента, заполнителей, точности дозирования этих составляющих и правильного рецепта приготовления бетонной смеси.

По прочности бетон обозначают следующими маркировками: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость бетона - способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Количественной оценкой морозостойкости является количество циклов, при котором потеря в массе образца составляет менее 5%, а его прочность снижается не более чем на 25%. При снижении пустотелости бетона его морозостойкость повышается.

Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водонепроницаемость бетона - способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на марки W2, W4, W6, W8 и W12.

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008