Глава 27. Общие сведения

Бетон на неорганических вяжущих веществах представляет собой искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

По виду вяжущего выделяют бетоны: 1) цементные (наиболее распространенные), 2) силикатные (на известково-кремнеземистом вяжущем), 3) на гипсовом вяжущем, 4) на смешанных вяжущих (цементно-известковых, известково-шлаковых и т. п.), 5) на специальных вяжущих (неорганических и органических), применяемые при наличии особых требований (жаростойкости, химической стойкости и др.).

По виду заполнителя различают бетоны: 1) на плотных заполнителях, 2) на пористых заполнителях, 3) на специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т. п.).

В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8 — 15%, а заполнителей — 80 — 85% (по массе). Поэтому в виде заполнителей применяют местные каменные материалы: песок, гравий, щебень, а также побочные продукты промышленности (например, дробленые и гранулированные металлургические шлаки), характеризующиеся сравнительно невысоким уровнем издержек производства.

В зависимости от объемной массы различают бетоны: 1) особо тяжелые — объемной массой более 2500 кг/м3, изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунногоскрапа и др.); эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций; 2) тяжелые — объемной массой 2200 — 2500 кг/м3 на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях; 3) облегченные — объемной массой 1800 — 2200 кг/м3; их применяют преимущественно в несущих конструкциях; 4) легкие — объемной массой 500 — 1800 кг/м3; к ним относятся: а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях; б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя; в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе без мелкого заполнителя; 5) особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) — объемной массой менее 500 кг/м3, используемые в качестве теплоизоляции.

Легкие бетоны менее теплопроводны по сравнению с тяжелыми, поэтому их применяют преимущественно в наружных ограждающих конструкциях. В несущих конструкциях используют более плотные и прочные легкие бетоны (на пористых заполнителях и ячеистые) объемной массой 1200 — 1800 кг/м3.

Следовательно, объемная масса бетонов изменяется в широких пределах: от 300 — 500 до 2500 — 3600 кг/м3 и более. Поэтому и пористость бетонов может быгь очень большой — 70 — 85% у ячеистых теплоизоляционных бетонов и незначительной — 8 — 10% у плотных гидротехнических бетонов.

Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Технико-экономическими преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, полная механизация и автоматизация приготовления бетона и производства сборных конструкций. Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет формовать изделия оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. Бетон долговечен и огнестоек, его объемную массу, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах и получать материал с заданными свойствами. Недостатком бетона, как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10 — 15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура. Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцепление обеспечивают совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне, как единого целого. В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой индустриального строительства.