Цементобетони

Бетоном називають штучний кам'яний матеріал, який отримують у результаті формування і твердіння правильно підібраної бетонної суміші, що складається з в’яжучого, води, заповнювачів і спеціальних добавок. 

Широке використання бетону в сучасному будівництві пояснюється наступними його перевагами перед іншими будівельними матеріалами:

1. для виготовлення бетону є велика сировинна база, оскільки запаси піску і крупного заповнювача, що займають 80-85% об'єму бетону, розвідані практично у всіх регіонах країни. 

2. технологія переробки сировини в кінцевий продукт - бетон або бетонний виріб - пов'язана із застосуванням нескладних механізмів і порівняно малими витратами енергії, що дозволяє істотно знизити вартість будівельних робіт. 

3. використовуючи різні технологічні прийоми, можна змінити будівельно-технічні властивості затверділого бетону в широкому діапазоні. Наприклад, межа міцності при стиску для бетону різних видів знаходиться в інтервалі від 15 до 800 кгс/см² (1,5-80 МПа), а об'ємна маса - від 300 до 4500 кг/м³ і більше. Отже, з бетону можна виготовляти як несучі, так і огороджувальні конструкції, тобто він є матеріалом універсального типу. Широкий діапазон властивостей дозволяє диференційовано підходити до вибору типу бетону для конкретної конструкції, що в кінцевому підсумку сприяє зменшенню матеріаломісткості будівництва. 

4. бетону притаманні такі особливості будови і властивості, завдяки яким стає можливим виготовлення індустріальних великорозмірних елементів. У загальному вигляді ці особливості зводяться до наступного: збереження монолітності при твердінні, ізотропія властивостей, відсутність жолоблення, можливість отримання виробів точних розмірів і т.д. Крім того, бетон добре поєднується зі сталевою арматурою, що дозволяє виготовляти з нього не тільки стислі, але згинальні несучі елементи. 

5. бетон як пластичний матеріал допускає значну різноманітність обробки його поверхні. Завдяки цій якості з бетону можна виконати споруди, що володіють великою архітектурною виразністю. 

Бетони класифікуються за такими ознаками: 

а) за видом в'яжучого: 

- Цементні бетони, що виготовляються переважно на портландцементі, шлакопортландцементі, пуцолановому портландцементі; такі бетони мають універсальне застосування для несучих і огороджувальних конструкцій в промисловому, цивільному і житловому будівництві, за винятком тих випадків, коли пред'являються особливі вимоги, наприклад, жаростійкість, хімічна стійкість; 

- Силікатні бетони, що виготовляються на вапняному в'яжучому і використовуються тільки для збірних бетонних та залізобетонних елементів заводського виготовлення; 

- Бетони на гіпсовому в'яжучому, використання яких внаслідок низької водостійкості в'яжучого допускається тільки для внутрішніх огороджувальних конструкцій; 

- Бетони на змішаних в'яжучих, наприклад вапняно-цементних, вапняно-шлакових, вапняно-зольних, що йдуть на виготовлення бетонних виробів і конструкцій; 

- Бетони на спеціальних в'яжучих (органічних і чи неорганічних), що мають вузьконаправлене застосування при наявності спеціальних вимог, наприклад за хімічною стійкістю, жаростійкістю і т.д. 

б) за видом заповнювачів: 

- на щільних заповнювачах; 

- на пористих заповнювачах; 

- на спеціальних заповнювачах. 

в) за структурою: 

- Бетони щільної (злитої) структури, в яких простір між зернами заповнювачів зайнято затверділою в'язкою речовиною; допустимий обсяг міжзернових порожнин в ущільненій бетонній суміші не перевищує 6%; 

- Великопористі (безпіщані або малопіщані) бетони, в яких значна частина обсягу міжзернових порожнин залишається не зайнятою дрібним заповнювачем і затверділим в'яжучим; 

- Поризовані бетони, в яких простір між зернами заповнювачів зайнято в'язкою речовиною, поризованим повітроутягувальними, піноутворювальними або газотвірними добавками; об'єм міжзернових порожнин в ущільненій поризованої бетонної суміші перевищує 6%; 

- Ніздрюваті бетони - бетони зі штучно створеними осередками-порами, що складаються із суміші в'язкої речовини, тонкодисперсного кремнеземистого компонента (меленого кварцового піску або золи) та пінотвірної добавки. 

г) за умовами тверднення: 

- Бетони природного твердіння, використовувані переважно в літніх умовах для монолітних конструкцій і для збірних конструкцій, виготовлених на полігонах; 

- Бетони, піддані тепловій обробці при атмосферному тиску, для виготовлення збірних виробів і конструкцій в заводських умовах, а так само монолітних конструкцій, що зводяться при низькій температурі навколишнього середовища; 

- Бетони, піддані автоклавної обробці, переважно в конструкціях заводського виготовлення із силікатних, ніздрюватих і дрібнозернистих бетонів. 

В залежності від основного призначення бетони підрозділяються на: 

- Конструкційні; 

- Спеціальні (жаростійкі, хімічні стійкі, декоративні, радіаційно-захисні, теплоізоляційні тощо). 

Склад бетонної суміші зазвичай позначають відношенням окремих компонентів у частинах маси або об'єму, де перша цифра показує витрату цементу, друга - дрібного заповнювача, тобто піску, і третя - крупного заповнювача, тобто гравію або щебеню. Наприклад 1:2,3:4,1 означає, що на 1 частину маси або об'єму цементу слід брати 2,3 частини маси або об'єму піску і 4,1 частини маси або об'єму гравію або щебеню. 

В індивідуальному будівництві використовують різні види бетонів: звичайний бетон, бутобетон, шлакобетон, опілкобетон, газобетон і ін..

Звичайний бетон готують із суміші цементу, заповнювачів (пісок, гравій, щебінь та ін) і води. Для приготування бетонної суміші рекомендується застосовувати чисті наповнювачі і воду, так як домішки знижують міцність бетону, а це в свою чергу викликає перевитрату цементу. Діапазон використання бетону в індивідуальному будівництві дуже широкий: фундаменти, стіни, перекриття, сходи, перемички і т.д. 

Бутобетон широко використовують в індивідуальному будівництві для влаштування фундаментів і бетонування інших масивних конструкцій. Він складається з пластичної бетонної суміші і кам'яного заповнювача. Розміри каменів не повинні перевищувати половину товщини бетонованої конструкції. Для забезпечення необхідної щільності, монолітності і міцності об'єм кам'яного заповнення не повинен перевищувати половину обсягу бетонируемой конструкції, а камені слід розташовувати не ближче 4...5 см один від одного і від країв конструкції. Процес пристрою бутобетону складається з укладання бетонного шару товщиною приблизно 20 см і утоплювання в нього каміння. Конструкції з бутобетону міцні. Крім того, у зв'язку з тим, що приблизно на 50% зменшується витрата бетонної суміші, досягається велика економія цементу і робочої сили. 

Шлакобетон є дешевим і практичним конструктивним матеріалом для зведення стін малоповерхових будівель. Як заповнювач в ньому використовують просіяний шлак, в якості в'яжучого - цемент і вапно. 

Стіни з тирсобетону легкі, мають малу теплопровідність і достатню міцність для малоповерхових будівель. Якщо тирсобетон добре захищений від впливу вологи і правильно приготований, термін його служби може бути досить довгим. Для приготування тирсобетону використовують в'яжуче (цемент і вапно) і заповнювач (пісок і тирса). У тирсі не повинно бути домішок кори. 

Газобетон поширений при влаштуванні стін індивідуальних будинків. Газобетон виготовляють з цементу, вапна, кварцового піску, води і невеликої кількості спеціальної добавки для спучування маси (звичайно алюмінієвий порошок). Газобетон має хороші теплотехнічні і конструктивні властивості. 

Для конструкцій, які експлуатуються в особливих умовах застосовують бетони спеціальних видів: гідротехнічний бетон, дорожній бетон, жаростійкий бетон. 

Гідротехнічний бетон використовується для зведення гребель, шлюзів, набережних і т. п. портландцемент. 

Дорожній бетон застосовують для пристрою цементно-бетонних покриттів і основ доріг, злітно-посадочних смуг аеродромів, підлог промислових підприємств. Він повинен добре опиратися стирання і комплексному фізико-хімічного впливу середовища (води та морозу з одночасним впливом солей, уживаних для очищення покриттів від льоду). Найважливіші показники якості дорожнього бетону - висока міцність, зносостійкість і морозостійкість.

Жаростійкий бетон призначений для конструкцій, що зазнають в процесі експлуатації тривалий вплив високих температур. Для надання бетону на портландцементі необхідної стійкості до дії високих температур в його склад вводять тонкодисперсні добавки, що містять активний аморфний кремнезем, який здатний зв'язувати окис кальцію при температурі 700-900°С завдяки реакціям в твердому стані. В якості тонкозмеленим добавки застосовують пемзу, золу ТЕС, шамот, доменний гранульований шлак. Заповнювачами в жаростійких бетонах служать вогнетривкі матеріали. В якості в'яжучого використовують розчинне скло, глиноземистий і високоглиноземний цементи, периклазовий цемент, фосфатні складники. Жаротривкі бетони застосовують для футерування печей, котлів, пристрої димових каналів, труб в спорудах чорної і кольорової металургії, хімічної, енергетичної промисловості, у виробництві будівельних матеріалів.