Тема 4.7. Бетони і залізобетони Загальні відомості про бетони та їх класифікація

Бетоном називається штучний камінь, що утворився в результаті твердіння раціонально підібраної, добре перемішаної і ущільненої суміші мінеральної в’яжучої речовини, води та наповнювача. Суміш цих матеріалів до початку твердіння називають бетонною сумішшю.

В результаті взаємодії між в’яжучою речовиною і водою утворюється нова сполука у вигляді клейкого тіста, яке покриває тонким шаром зерна дрібного і крупного наповнювача, а після твердіння перетворює бетонну суміш в міцний монолітний камінь – бетон.

Наповнювачі (пісок, щебінь чи гравій) займають до 80 – 85 % об’єму бетону і утворюють його жорсткий скелет. Застосовуючи наповнювачі з різними властивостями можна отримати бетони з різноманітними фізико-механічними показниками.

Основними признаками для класифікації бетонів є середня щільність, вид в’яжучої речовини, структура, вид наповнювача та призначення бетону.

За щільністю бетони поділяються на особливо важкі – більше 2500 кг/м³, важкі – 1800 – 2500 кг/м³, легкі – 500 – 1800 кг/м³ та особливо легкі (теплоізоляційні) – менше 500 кг/м³.

За видом в’яжучої речовини бетони поділяють на цементні, силікатні, гіпсові, асфальтобетонні, полімерцементні. Силікатні бетони отримують з суміші вапна і піску з наступним твердінням в автоклавах.

Залежно від структури бетони поділяють на щільні та пористі. В щільному бетоні всі проміжки між зернами наповнювача займає в’яжуча речовина. Легкі бетони виготовляють із застосуванням природних чи штучних наповнювачів або піно- чи газоутворювачів.

За призначенням бетони поділяють на конструкційні – для бетонних та залізобетонних несучих конструкцій будівель і споруд (фундаментні блоки, балки, колони, плити тощо); гідротехнічні – для будівництва гребель, шлюзів, облицювання каналів та ін.; бетон для стін будівель і легкого перекриття; дорожні – для доріг та аеродромів; спеціальні – хімічно стійкі, жаростійкі, декоративні, бетонополімери та інші.

Матеріали для важкого бетону

Міцність, довговічність та інші властивості бетону в значній мірі залежать від якості вихідних матеріалів. Залежно від призначення та умов експлуатації бетону в споруді його складові компоненти мають відповідати певним вимогам.

Цемент. Вибір виду і марки цементу визначається міцністю бетону, умовами його твердіння і експлуатації бетонної конструкції. Для важких бетонів рекомендуються такі марки цементів:

Марка бетону	М 100	М 150	М 200	М 300	М 400	М 500	М 600
Марка цементу	300	300	400	400	500	550-600	600

Якщо марка цементу вище рекомендованої, то можна застосувати мікро наповнювачі – тонко розмелені вапняки, доломіт, шлак, зола тощо.

Вода. Для приготування бетонних сумішей і для поливання бетону застосовують воду, яка не має шкідливих домішок (сульфати, мінеральні та органічні кислоти, жири, цукор тощо), що заважають нормальному твердінню бетону. Придатність води можна перевірити в лабораторії або перевіркою міцності зразків бетону на 28 добу з початку твердіння.

Пісок. Як дрібний наповнювач для важкого бетону застосовується природний пісок з розміром зерен від 0,14 до 5 мм. Глинисті та органічні домішки знижують міцність бетону.

В якості крупного наповнювача для важкого бетону застосовують гравій або щебінь гірничих порід, інколи шлаковий та цегляний щебінь.

Гравій – суміш зерен округлої форми розміром 5 – 70 мм, що утворилися в процесі руйнування гірських порід. Гравій часто має домішки піску, глини, пилу та органічних речовин, що негативно позначається на якості бетону.

Щебінь утворюється шляхом подрібнення гірничих порід, бою цегли, шлаків тощо. Отриману суміш зерен різної величини (5 – 70 мм) просіюють на різні фракції (5 – 10, 10 – 20, 20 – 40, 40 – 70 мм). Відсіяні частинки розміром до 3 мм можна використати як пісок. В щебені менше домішок ніж в гравії і щеплювання щебеню з піщано-цементною сумішшю краще. Доцільніше застосовувати щебінь більших розмірів, якщо це не обмежене розмірами бетонної конструкції, відстанню між арматурою та іншими чинниками. Для зменшення пустотності між щебенем великих фракцій при приготуванні бетонної суміші доцільно змішувати різні фракції у певному співвідношенні. Вміст глинистих і пилових частин в бетонах марок М300 – М600 допускається не більше 1%. На міцність бетону суттєво впливає міцність зерен щебеню. За міцністю та морозостійкістю щебінь також поділяють на певні марки.