Бетон: общее понятие, основные свойства
Бетоном называется сложноструктурный материал камнеподобного типа и конгломератного строения. Структура бетона капиллярно-пористая, независимо от плотности самого материала. В основу бетона включены три основных компонента:
— заполнитель;
— склеивающее вещество (вяжущее);
— заполненные водой, водяным паром, воздухом пустоты, то есть поры и капилляры.
Заполнитель состоит из гранул (зерен) разной формы и величины. Вяжущее вещество — это специальный состав, распределенный тонким слоем на поверхности гранулы и в межгранульном пространстве.
Свойства структурных составляющих бетона, их взаимодействие и непосредственно строение бетона являются определяющими параметрами физико-механических и прочих строительно-технических характеристик материала. Однако, большинство характеристик бетона определяются его плотностью. Размер этого параметра зависит от плотности цементного камня, вида заполнителя и структуры бетона.
Классификация его производится по величине средней плотности, по типу связующего, и по назначению.
По величине средней плотности различают:
— сверхтяжелые бетоны с плотностью более 2500 кг/см3. Готовятся из тяжелых заполнителей. К примеру, сталебетон получают из стальных опилок или стружки; лимонитовый и магнетитовый — из железной руды; баритовый — из барита.
— утяжеленные бетоны с плотностью 1200-2200 кг/см3. Включают плотные заполнители, типа горных пород — диабаз, гранит, известняк.
— легкие с плотностью 600-1200 кг/см3. Щебень плотностью 1600-1900 кг/куб. м. является заполнителем облегченного бетона.
— особо легкие с плотностью менее 500 кг/см3. Легкий бетон — это ячеистый материал, типа газобетона и пенобетона. Их получают посредством вспучивания вяжущего вещества с последующим добавлением тонкомолотого агента и воды. К легким бетонам также относится и крупнопористый бетон с облегченными заполнителями.
В основу всех легких материалов положены пористые заполнители, типа керамзита, аглопорита, вспученного шлака, пемзы, туфы.
Деление по типу применяемого связующего вещества предполагает наличие:
— гипсобетонов, цементных, силикатных, кислотоупорных и жаростойких бетонов с неорганическими вяжущими веществами;
— асфальтобетонов и пластбетонов, основанных на органических связующих.
Деление по прочности на сдавливание основано на следующей маркировке бетонов:
— тяжелые: 800; 700; 600; 500; 400; 300; 250; 200; 150; 100;
— легкие: 400; 300; 200; 150; 100; 75; 50;35; 25.
Классифицирование бетона по свойствам его основного составляющего, во многом также определяет и свойства конечного продукта. Таким составляющим является вяжущее вещество.
Различают такие типы бетонов:
1. Цементные бетоны: готовят на разных цементах, широко применяемых на стройплощадках. Наиболее популярны бетоны на портландцементе и на его видовых типах. Изготовление этого бетона составляет приблизительно 65% от масштабов производства. Не менее популярны бетоны, 20-25%, на основе шлакопортландцемента и пуццоланового цемента. Цементные бетоны бывают:
— декоративные: с применением белого и цветного цемента;
— специальные: с напрягающим цементом. Используются для самонапряженных сооружений;
— особого назначения с использованием глиноземистого и безусадочного цемента.
2. Силикатные бетоны. Этот материал изготавливают с использованием извести посредством автоклавного твердения.
3. Гипсовые, как понятно из названия, получаемые из гипса. Подобный вид бетонов отлично подходит для монтажа элементов отделки сооружений и зданий, внутренних перегородок помещений, подвесных потолков и пр. Гипсовые бетоны бывают гипсоцементные-пуццолановые, отличающиеся повышенной водостойкостью. Этот тип материала используется, как правило, для формирования объемных блоков санузлов, монтирования конструкций малоэтажных строений.
4. Шлакощелочные бетоны. В этих изделиях используется молотый шлак, укрепленный щелочными растворами. Однако, этот тип бетонов только находит свою нишу в строительстве.
5. Полимерцементные бетоны. Изделия производятся с использованием разных полимерных связующих. Как правило, их основа — полиэфирные, карбамидные, эпоксидные смолы, а также фурфуролацетоновые мономеры, которые отверждаются в бетоне посредством примешивания специальных добавок. Такие стройматериалы, как правило, используются в агрессивных и тяжелых условиях эксплуатации — при сильном истирании и/или кавитации. В целом, современные полимерцементные бетоны изготавливаются на основе смешанного связующего, в состав которого включен цемент и полимерное вещество, обычно водорастворимые смолы или латекс.
6. Специальные бетоны изготавливаются с использованием специальных вяжущих компонентов. Различают кислотоупорные и жаростойкие изделия, которые основаны на жидком стекле с натрием кремнефтористым и фосфатное связующее. Тип специальных вяжущих представлен шлаковыми, нефелиновыми и стеклощелочными отходами из промышленности.
