Бетон, железобетон и растворы

Бетон — один из основных строительных материалов. Его широко применяют для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций и деталей, а также для возведения монолитных сооружений различного назначения. Широкое применение бетона в строительстве объясняется его высокой прочностью, долговечностью, огнестойкостью, водостойкостью, морозостойкостью и др.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором удачно сочетается совместная работа бетона и стали.

Возможность совместной работы бетона и стальной арматуры определяется следующими факторами:

а) бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего в железобетонной конструкции оба материала работают совместно;

б) сталь и бетон обладают примерно одинаковым коэффициентом температурного расширения, вследствие чего обеспечивается полная монолитность железобетона;

в) бетон предохраняет заключенную в нем стальную арматуру от коррозии.

Вследствие совместной работы бетона и стальной арматуры железобетон применяют для конструкций, работающих как на сжатие, так и на изгиб.

При работе конструкций на изгиб в них возникают растягивающие и сжимающие напряжения. При этом стальная арматура воспринимает, как правило, растягивающие напряжения, а бетон — сжимающие. В целом железобетонная конструкция хорошо противостоит и изгибающим нагрузкам, хотя арматура в бетоне иногда работает также и на сжатие (колонны).

Наличие ряда положительных свойств позволяет широко использовать железобетонные конструкции в индустриальном строительстве.

Растворы (строительные) по своему объему также занимают значительный удельный вес среди других строительных материалов в современном строительно-монтажном производстве. Они служат основным видом материалов при возведении зданий и сооружений из штучных каменных материалов, связывая их в прочную монолитную конструкцию.

Растворы являются также одним из основных видов отделочных материалов, применяемых при оштукатуривании и облицовке плитными материалами наружных и внутренних поверхностей стен и других конструкций различных зданий и сооружений.

Бетоны

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения смеси, состоящей из вяжущего, воды и заполнителей. До момента затвердения полученная смесь называется «бетонной смесью».

В качестве вяжущих веществ применяют минеральные и органические вяжущие.

К минеральным вяжущим относятся гидравлические вяжущие вещества, т. е. цементы, образующие цементные бетоны, и воздушные вяжущие, преимущественно гипс (дающий гипсобетон).

К органическим вяжущим веществам относится асфальтовое вяжущее, которое вместе с заполнителями образует асфальтобетон.

Воду для приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую. Сточные воды, содержащие жиры, растительные масла, сахар, кислоты, соли и другие примеси, применять нельзя. Пригодность непитьевой воды для приготовления бетонов в каждом отдельном случае определяется лабораторией.

В качестве заполнителей для приготовления бетонной смеси применяют песок, гравий, щебень. При этом песок называется мелким, а гравий и щебень — крупными заполнителями. Наиболее широкое применение имеют природные пески.

По условиям залегания они подразделяются на речные, морские и горные (овражные). Каждый из этих видов песка имеет свои форму зерен и состав. Подбор песка для приготовления разных бетонных смесей производится в лабораторных условиях.

Гравий является продуктом разрушения различных горных пород, имеющих окатанную форму и гладкую поверхность. Для приготовления бетонных смесей применяют гравий, состоящий из зерен размером 5—150 мм.

Щебень получают путем дробления естественных (природных) или искусственных каменных материалов на куски размером 5— 150 мм. Из природных каменных материалов для получения щебня используют твердые горные породы — известняк, доломит, гранит, из искусственных — кирпич, шлак.

Требования к гравию и щебню для различных бетонов установлены действующим ГОСТом.

Вяжущие вещества и вода являются активными составляющими бетона, так как между ними происходит реакция, благодаря которой образуется цементный камень и происходит сцепление его с заполнителями. Заполнители в большинстве случаев не вступают в химическое соединение с цементом и водой. Поэтому их обычно называют инертными материалами. Заполнители образуют жесткий скелет бетона и уменьшают его усадку. Пористые заполнители, кроме того, уменьшают объемную массу и теплопроводность.