Виды бетона и материалы для его изготовления

Бетоны можно подразделить на особо тяжелые с объемной массой более 2500 кг/м³, тяжелые с объемной массой в пределах 1800-2500 кг/м³, легкие с объемной массой 500-1800 кг/м³, особо легкие с объемной массой менее 500 кг/м³. Особо тяжелые - это особо плотные бетоны на тяжелых рудосодержащих заполнителях; тяжелые - это плотные бетоны на обычных заполнителях; легкие - это бетоны на пористых заполнителях, ячеистые бетоны, бетоны крупнопористые (беспесчаные); особо легкие - это ячеистые бетоны и бетоны на весьма легких заполнителях.

В зависимости от назначения в строительстве различают бетоны конструктивные, конструктивно-теплоизоляционные, теплоизоляционные, дорожные, гидротехнические, декоративные, химически стойкие, жаростойкие и т. д.

В зависимости от вида вяжущего бетоны бывают цементные, силикатные автоклавного твердения (на извести) , гипсовые и т. д.

По пределу прочности при сжатии бетоны делятся на марки от 100 до 600 (тяжелые бетоны) и от 25 до 300 (легкие бетоны); по морозостойкости - на бетоны, выдерживающие 50-300 циклов замораживания (тяжелый бетон) и 10-200 циклов (легкий бетон); по степени водонепроницаемости, определяемой величиной наибольшего давления воды при испытании, - на бетоны, выдерживающие нагрузку не менее 0,2 МПа (В-2); 0,4 МПа (В-4),0,6МПа (В-6) и 0,8 МПа (В-8).

Для изготовления обыкновенного бетона чаще всего применяют портландцемент, шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. Активными составными частями бетонной смеси являются вяжущие вещества и вода, так как именно между ними протекают реакции, обусловливающие твердение цементного камня, склеивающего заполнители между собой. Заполнители при обычных температурах практически не вступают в химическое взаимодействие с вяжущим веществом и водой. Проходящие в некоторых случаях поверхностные реакции между заполнителями, вяжущими веществом и водой, при обычных температурах в подавляющем большинстве случаев не имеют решающего значения.

При изготовлении обычного бетона в качестве мелкого заполнителя применяют песок, а в качестве крупного - гравий или щебень. Зерна песка имеют размеры от 0,14 до 5 мм, а куски гравия или щебня - от 5 до 70 мм. Желательно, чтобы заполнители состояли из прочных зерен или кусков угловатой формы, имеющих шероховатую поверхность. Это обеспечивает более сильное сцепление заполнителей с затвердевшим цементом. С этой точки зрения горный песок и гравий с угловатой формой зерен предпочтительнее речного песка и гравия с зернами окатанной формы. Однако горные породы более загрязнены, чем омытые водой речной песок и гравий. Щебень, получаемый путем дробления горных пород, металлургических шлаков или кирпича, состоит из зерен остроугольной формы с более развитой поверхностью, чем гравий. Вредными для мелких и крупных заполнителей являются глинистые, илистые и пылевидные примеси.

Большое значение имеет зерновой (гранулометрический) состав заполнителей, т. е. количество в них зерен различных по крупности фракций. Желательно, чтобы заполнители состояли из зерен различных размеров с тем, чтобы мелкие зерна заполняли пустоты между средними, а средние зерна - пустоты между крупными. Как слишком крупный, так и слишком мелкий заполнитель имеют большой объем пустот. Пустоты между песчинками должны заполняться цементным тестом, а между зернами гравия и щебня - цементным раствором. Однако цементное тесто необходимо не только для заполнения пустот, но и для покрытия поверхности каждой песчинки и склеивания ее с другими. Поэтому большое значение имеет поверхность зерен песка. Лучше применять крупный песок, имеющий меньшую поверхность, который все же должен содержать достаточное количество средних и мелких зерен для заполнения пустот между крупными. Поверхность зерен крупного заполнителя в бетонной смеси по сравнению с мелким относительно невелика, поэтому для крупного заполнителя решающее значение имеет объем пустот. Вообще желательно применять в допустимых пределах возможно более крупный гравий или щебень, так как они сообщают бетонной смеси большую подвижность. Крупный заполнитель должен быть во всяком случае прочнее бетона заданной марки и выдерживать испытание па морозостойкость.

Обыкновенный бетон, изготовленный на основе тяжелых заполнителей - песка, гравия или щебня, с объемной массой более 1800 кг/м³, обладает большой теплопроводностью, вследствие чего его нельзя применять для возведения стен жилых зданий. Здания эти можно сооружать из легких бетонов.

Малая объемная масса легких бетонов обусловлена тем, что они имеют замкнутые поры, наполненные воздухом, который, являясь плохим проводником тепла, обусловливает малую теплопроводность легкого бетона. Это и дает возможность применять легкий бетон для жилищного строительства. При этом необходимо считаться с тем, что увеличение пористости бетона понижает его прочность. Для приготовления легкого бетона применяют легкие пористые заполнители - керамзит, термозит (шлаковая пемза), аглопорит, топливный (котельный) и гранулированный доменный шлаки, агломерированные шлаки (получаемые спеканием топливных шлаков и зол), вспученный перлит, пемзу, туф и др. Вяжущими веществами служат главным образом портландцемент, шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

Ячеистые бетоны характеризуются наличием большого количества (до 85%) мелких замкнутых ячеек, наполненных воздухом. На цементе изготовляют два вида ячеистых бетонов: пенобетон и газобетон. Первый получают смешиванием цементного теста или цементного строительного раствора с пеной, способной не опадать в течение нескольких часов до схватывания цемента; второй - введением в это тесто или раствор газообразующих добавок.

Известны различные пенообразователи: гидролизованная кровь ГК, вырабатываемая из отходов мясокомбинатов; клееканифольный, получаемый из клея и омыленной щелочью канифоли; алюмосульфонатный, приготовляемый из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра; смолосапониновый, изготовляемый из растительного мыльного корня. В качестве газообразователя обычно применяют алюминиевую пыль, вводимую в количество 0,1-0,2% массы цемента. Мелкопористая структура создается благодаря реакции между известью (добавленной или выделяющейся при взаимодействии цемента с водой) и алюминиевой пылью, протекающей с выделением водорода, вспучивающего цементное тесто и делающего его пористым.

Коэффициент теплопроводности зависит от объемной массы легкого бетона и колеблется в пределах 0,116-0,87 ВТ/(м·К). Для тяжелого бетона этот коэффициент равен 1,22-1,45 Вт/(м·К).

Асбестоцементные трубы Сырьевые материалы силикатной промышленности Бетонная смесь и бетон. Методы их приготовления, свойства