| Бетон (франц. béton):
Искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения; один из основных строительных материалов. До формования указанная смесь называется бетонной смесью.
Историческая справка:
При возведении массивных сооружений и таких конструкций, как своды, купола, триумфальные арки, ещё древние римляне использовали бетон и в качестве вяжущих материалов применяли глину, гипс, известь, асфальт. С падением Римской империи применение бетона прекратилось и возобновилось лишь в 18 в. в западноевропейских странах.
Развитие и совершенствование технологии бетона связано с производством цемента,который появился в России в начале 18 в. По архивным свидетельствам на строительстве Ладожского канала в 1728-29 был использован цемент, изготовленный на цементном заводе, существовавшем в Конорском уезде Петербургской губернии В 1824 Дж. Аспдин получил в Англии патент на способ изготовления гидравлического цемента. Первый цементный завод во Франции был открыт в 1840, в Германии - в 1855, в США - в 1871. Распространению бетона способствовало изобретение в 19 в. железобетона.
Широкое применение бетона в СССР было подготовлено трудами русских учёных Н. А. Белелюбского, А. Р. Шуляченко и И. Г. Малюги, разработавших совместно в 1881 первые нормы на портландцемент.В 1890 И. Самович опубликовал результаты испытаний прочности растворов с различным содержанием цемента и предложил составы бетонной смеси для получения бетона наибольшей плотности. Профессор И. Г. Малюга в 1895 установил качественную зависимость между прочностью бетона и процентным содержанием воды в массе цемента и заполнителей. В работе американского учёного Д. Абрамса, опубликованной в США в 1918, были даны подробные графические зависимости прочности бетона от водо-цементного отношения и подвижности бетонной смеси, от состава бетона, крупности заполнителей и водо-цементного отношения. Научные основы проектирования состава бетона с учётом его прочности и подвижности бетонной смеси были развиты советским учёным Н. М. Беляевым. Представления о зависимости прочности бетона от водо-цементного отношения радикально не изменялись в течение длительного времени. Швейцарский учёный Боломе упростил практическое применение этой сложной (гиперболической) зависимости путём перехода к линейной зависимости прочности бетона от обратной величины - цементно-водного отношения. В течение ряда лет эта зависимость применялась на практике. В 1965 советским учёным профессором Б. Г. Скрамтаевым совместно с др. исследователями было установлено, что линейная зависимость справедлива лишь в определённом диапазоне изменения цементно-водного отношения.
Классификация и области применения бетона:
Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего:
- Бетон на неорганических вяжущих (цементные Б., гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные Б., жаростойкие бетоны и др. специальные Б.)
- Бетон на органических вяжущих (асфальтобетоны, пластбетоны).
Цементные бетоны в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на:
- особо тяжёлые (более 2500)
- тяжёлые (от 1800 до 2500)
- лёгкие (от 500 до 1800)
- особо лёгкие (менее 500).
Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые Б. обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы - водород, литий, кадмий.
Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях (см. Гидротехнический бетон), на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетона, подвергающихся воздействию морских и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлых бетонов предъявляются специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте. Суровые климатические условия ряда районов Советского Союза привели к необходимости разработки и внедрения методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение имеют процессы ускорения твердения бетона, что достигается применением быстро-твердеющих цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная обработка), введением химических добавок и др. способами. К тяжёлым Б. относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими бетонами занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.
Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя:
- вермикулитобетон,
- керамзитобетон,
- пемзобетон,
- перлитобетон,
- туфобетон,
- а также другие.
По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие Б. подразделяются на:
- обычные лёгкие бетоны (с полным заполнением межзернового пространства),
- малопесчаные лёгкие бетоны (с частичным заполнением межзернового пространства),
- крупнопористые лёгкие бетоны, изготовляемые без мелкого заполнителя,
- лёгкие бетоны с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей.
По виду вяжущего лёгкие бетоны на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких бетонов - наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны, по виду вяжущего - на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести; газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков. При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые Б. называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами.
Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы.
Области применения бетона:
В современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретических вопросов технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых бетонов: макро- и микроструктурной теорий прочности бетона с учётом внутренних напряжений и микротрещинообразования, теорий кратковременных и длительных деформаций бетона и др.
|
