Глава 8. Бетоны

8.1. Общие сведения о бетонах и их классификация

Бетон — это искусственный камень, полученный в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей.

Смесь этих материалов до затвердевания называют бетонной смесью.

Вяжущее вещество и вода являются активными составляющими бетона. После затворения бетонной смеси водой образовавшееся це­ментное тесто обволакивает зерна заполнителей, придавая подвиж­ность бетонной смеси, а после затвердевания связывает их в искусст­венный камень — бетон.

Мелкий заполнитель — песок и крупный заполнитель — ще­бень или гравий образуют жесткий скелет, или остов, бетона.

Заполнители в бетоне занимают 80...85% объема, придают бето­ну прочность, уменьшают его усадку и экономят расход вяжущих материалов.

Бетон как строительный материал был известен еще древним строителям. В Древнем Риме бетон использовали при возведении ку­полов, сводов, триумфальных арок, массивных сооружений, применяя в качестве вяжущего глину, гипс, известь, асфальт. Затем использо­вание его в строительстве почти прекратилось, и только в конце XIX в. в связи с изобретением портландцемента снова стали широко применять бетон для строительства различных инженерных сооружений.

Применение бетона как эффективного строительного материала было подготовлено трудами русских ученых Н.А. Белелюбского, И.Г. Малюги. Вопросам общей технологии и теории бетонов, исследо­ванию физико-механических свойств их различных видов, защите бе­тонов от коррозии, повышению долговечности, способам производства зимних бетонных работ посвящены исследования ряда ученых — С.А. Миронова, Н.А. Попова, В.М. Москвина, К.Д. Некрасова, А.Е. Десова, Г.И. Горчакова, Ф.М. Иванова и др.

В настоящее время бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве материалам благодаря их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений.

Бетон — один из основных конструкционных материалов. Его широко используют в гражданском, промышленном, гидротехниче­ском, жилищном, дорожном и других видах строительства. Из бетона изготовляют самые разнообразные по форме и размерам бетонные и железобетонные строительные изделия и конструкции. Согласно ГОСТ 25192—82 бетоны классифицируют по следующим признакам: по средней плотности, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре, условиям твердения, по назначению. По плотности бетоны подразде­ляют на особо тяжелые (плотностью более 2500 кг/м³), тяжелые (1800...2500 кг/м³), легкие (500... 1800 кг/м³) и особо легкие (теплоизо­ляционные) (менее 500 кг/м³).

По виду вяжущего бетоны могут быть на основе: цементных вяжущих (приготовляемые на клинкерных цементах), известковых вяжущих (силикатные бетоны), шлаковых вяжущих (шлакобетон), гипсовых вяжущих (гипсобетон) и специальных вяжущих (асфальто­бетон — на битумных вяжущих, бетонополимеры — на минеральном вяжущем, пропитанном мономерами или полимерами с их после­дующим отверждением).

По виду заполнителей бетоны подразделяют на: плотных, по­ристых и специальных заполнителях (барит, чугунный скрап, сталь­ная стружка и др.). Плотные заполнители — кварцевый песок, гравий и щебень, входят в состав тяжелых бетонов, для приготовления лег­ких бетонов используют природные и искусственные пористые запол­нители, для особо тяжелых бетонов — специальные заполнители. В зависимости от крупности зерен заполнителя различают бетоны мел­козернистые (размер зерен до 10 мм) и крупнозернистые (размером 10...150 мм).

В зависимости от структуры бетоны подразделяются на бетоны плотной структуры, у которых пространство между зернами запол­нителя наполнено затвердевшим вяжущим и порами вовлеченного в него воздуха или газа, в том числе образующимися за счет примене­ния добавок, регулирующих пористость в объеме не более 7%; бетоны поризованной структуры, у которых пространство между зернами заполнителя не полностью заполнено или совсем не заполнено мел­кими заполнителями и затвердевшим вяжущим, поризованными до­бавками, регулирующими пористость в объеме более 7%; ячеистые бетоны, у которых основную часть объема составляют равномерно распределенные поры в виде ячеек, полученные с помощью газо- или пенообр аз ов ате л ей.

По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие: в естественных условиях, в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении и в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

По назначению бетоны подразделяются на конструкционные (для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений) и специальные (жаростойкие, химические, декоративные, радиационно- защитные, теплоизоляционные и др.).