Бетон

Бетон – искусственный камень, получаемый затвердеванием тщательно перемешанной и хорошо уплотненной смеси, состоящей из крупного и мелкого заполнителей, вяжущего вещества, воды; часто с добавками. Все компоненты в оптимальных пропорциях.

Природный бетон: брекчия, конгломерат.

Недостаток: хорошо сжимается → плохо работает на растяжении → создание железобетона

Достоинства:

• большую часть по V занимают легкодоступные материалы (песок и щебень)
• бетонная  смесь очень высокотехнологичный материал
• долговечный

*Бетонная смесь → укладка → бетон

Классификация бетона:

1. По виду вяжущего: цементное, известковое, шлаковое (затворенный щелочами), гипсовое, специальное (полимербетон)
2. По виду заполнителей: плотные заполнители (непористые), пористые, специальные (чугунная дробь, древесная фибра).
3. По плотности: особо легкий (марка < D800), легкий (D800 - D2000), тяжелый (D2000 - D2500), особо тяжелый (марка > D2500)
4. По прочности: средней прочности (класс < B50) и высокой прочности (класс > B55)
5. По структуре: плотные (обычные), поризованные, крупнопористые, ячеистые
6. По условию твердения: в естественных условиях, в условиях повышенной t₀  и Ратм (в пропарочных камерах → пропаренный бетон), в условиях повышенной t₀  и повышенном Р (автоклавы → запаренный бетон)
7. По назначению: конструкционный и специальный (теплоизоляционный)
8. По морозостойкости: низкая (класс < F50), средняя (F50 - F300), высокая (класс > F300)
9. По водонепроницаемости: низкая водонепроницаемость (< W4), средняя (W4 - W12), высокая (> W12)

*W – давление воды в атмосферах

Характеристика компонентов бетона

Вяжущее вещество

Роль:

1. Образуя тесто, выполняет роль смазки → уменьшает трение между частицами
2. Твердея, выполняет роль клея

Вода

Роль:

1. Затворитель, обеспечивает получение теста и смазки
2. Является химическим  реагентом, участвующим в процессе твердения.

ГОСТ:

• вода не должна содержать химических соединений и примесей в количествах, которые могут повлиять на сроки схватывания, прочность бетона, скорость твердения, морозостойкость, коррозию арматуры не в пределах нормы.
• нормируется общее количество растворенных солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц. Вода для затворения обычного бетона должна содержать:

1. < 5000 мг/л раствора солей
2. < 2700 мг/л сульфатов (опасно сульфатной коррозией)  
3. < 1200 мг/л хлоридов
4. < 200 мг/л взвешенных частиц

• нормируется цвет (прозрачная / слегка желтоватая)
• нормируется содержание поверхностно-активных веществ, приводящих к спениванию
• нормируется содержание нефтепродуктов (запрещается применение сточной, болотной, торфяной воды)
• нормируется кислотность 4 < pH < 12.5

Крупный заполнитель (размер зерен 5 – 70 мм):

1. щебень – шероховатая форма зерна
2. гравий – гладкая окатанная форма зерна

Роль – создает скелет / каркас бетона, занимает максимально возможный V

Качество оценивают:

1. Гранулометрическим составом (выражается кривой просеивания). По результатам просеивания устанавливается наибольший и наименьший размер зерна, строят кривую - на оси ординат остатки; на оси абсцисс наибольший и наименьший размеры.

Непрерывный состав - присутствие в щебне зерен всех размеров.

Прерывистый состав - зерна отдельной фракции (5-10 ,5-20, 10-20, 20-40, 40-70)

Оптимальный состав: dcp/Dcp = 0,226

1. Формой зерна (идеально - куб или шар); содержанием игловатых и пластинчатых зерен (лещадь):

1. Для дорог до 10% или 10 – 15%
2. Строительство 15 – 25% или 25 – 35%
3. Остальное 35 – 50%

1. Прочность оценивают косвенно по показателю дробимости. Из щебня отбирают 3кг любой фракции, высыпают в стальной цилиндр и производят испытания на сжатие весом в 20т, затем полураздавленная масса просеивается через сито, достигаются размеры зерна в 4 раза меньше самой маленькой фракций щебня

Др = (m-m1)/m*100 → чем выше Др, тем меньше R

1. Чистота щебня: содержание глинистых и пылевидных частиц методом отмучивания
2. Морозостойкость. Замораживают и отмораживают до потери массы > 5% (F15 – F400)

Мелкий заполнитель

Песок - зернистый материал с размерами зерен 0.16 – 5мм.

По происхождению: природные и искусственные (побочный продукт дробления горных пород). Чаще всего применяют природные пески. Пески могут быть полевошпатные, кварцевые (самые долговечные), известняковые.