Современное строительство сложно себе представить без применения бетона. Очевидно, что именно с этого материала делают основ всех основ – фундамент. Что же это такое? Речь идёт об искусственном каменном материале, получаемом в процессе естественного затвердевания состава с вяжущими ингредиентами, специальными добавками и заполнителями.
Предварительно строительную смесь тщательным образом перемешивают, уплотняют. До момента затвердевания описанного выше состава, его называют бетонной смесью.
Ключевая особенность бетона – исключительно высокий уровень сопротивляемости при воздействии сжимающих нагрузок. Он устойчив и к растяжению – R растяжения в 11 раз ниже R сжатия.
Для обеспечения сопротивляемости рассматриваемого материала к растяжению, в его основание укладывают металлическую арматуру. Такой армированный бетон получил название железобетонного – он обеспечивает оптимальную устойчивость, как в случае растяжения, так и в условиях сжатия.
Огромной популярностью в современном строительстве пользуются
предварительно напряженные железобетонные решения. Суть технологии предварительного напряжения состоит в том, что участок, на который воздействует сила растяжения, предварительно обжимается специальным образом подготовленной натянутой арматурой. Как следствие, силы растяжения равномерно распределяются по арматуре, нивелируя тем самым напряженность сжатия в структуре бетона.
За счет такого распространенного решения, обеспечивается стойкость бетонных изделий к образованию трещин. Комбинирование смеси со сталью способствует уменьшению расхода стройматериалов без ущерба качества для готового изделия.
Особенности классификации бетонов
Опытные мастера знают, что современные бетоны отличаются по целому ряду критериев и признаков.
По усредненному значению плотности бетоны делят на:
- очень лёгкие – до 500 кг/м3;
- лёгкие – значение плотности варьируется в пределах от 500 до 1700-1800 кг/м3;
- тяжёлые – бетоны с плотностью материала от 1800 до 2400-2500 кг/м3;
- очень тяжёлые – решения с плотностью от 2500 кг/м3.
Очень лёгкие бетоны, более известные, как теплоизоляционные, представляют собой ячеистые решения с пористой структурой. В качестве заполнителей используются лёгкие решения. Отличительная черта перечисленных бетонов – низкое значение теплопроводности, чаще всего применяются в качестве теплоизоляционных решений.
Категория лёгких бетонов представлена решениями с пористыми искусственными и естественными заполнителями. Некоторые решения поставляются на рынок и вовсе без заполнителей. В основании бетона присутствует большое количество пор. Чаще всего применяются в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала.
Тяжелые бетоны – применяются главным образом для сооружения несущих конструкций надземного и подземного типов – межэтажные перекрытия, плиты, балки, колонны, стены, а также фундаменты. Высокая прочность обеспечивается за счёт применения диабазового, известнякового и гранитного щебня. Заполнителями выступают преимущественно натуральные и плотные горные породы.
Особо тяжелые бетоны получают за счёт применения тяжелых заполнителей, в основе которых – рудосодержащие каменные породы. Речь идёт об окалинах, стальной стружке и опилках. Основная сфера применения этих бетонов – возведение атомных электростанций, объектов радиационной защиты.
По вяжущим компонентам бетоны бывают: специальными, полимерцементными, полимербетонами, шлакощелочными, гипсовыми, силикатными и цементными. Остановимся на них подробнее.
- Полимерцементные составы производятся с включением полимерных дисперсионных добавок на водной основе. Она вводится в готовый состав в сочетании с водой. Полимерные добавки в процессе осаждения образуют на поверхности состава пленку, благодаря чему обеспечивается предельно высокое сцепление компонентов бетона. Приготовленные таким образом бетоны характеризуются высоким уровнем сопротивления к растяжению. В сочетании с химической устойчивостью, влагозащитой и морозстойкостью, они удерживают пальму первенства в целых отраслях строительства.
- Полимербетоны – устойчивые к воздействию агрессивной внешней среды составы, использующиеся преимущественно для сооружения объектов химической и плавильной промышленности. В последние года применяются при возведении перерабатывающих предприятий.
- Шлакощелочные составы – одни из самых устойчивых бетонов к агрессивным разрушающим фактором, отличающиеся исключительно высокими прочностными характеристиками.
- Гипсовые бетоны – не могут похвастаться устойчивостью к влаге, потому используются преимущественно в перегородках и подвесных потолочных конструкциях.
- Силикатные решения – вяжущей основой выступает известь. Затвердевание данного вида бетонов обеспечивают специализированные автоклавы, под термическим и механическим воздействием которых и обеспечивается конструкционная устойчивость изделия.
- Цементные бетоны – основу таких составов формируют клинкерные цементы – пуццолановый цемент, шлакопортландцемент и портландцемент.
Бетоны отличаются не только вяжущими компонентами, но и структурой основы. По этому критерию они бывают крупнопористыми, ячеистыми, поризованными и плотными. Рассмотрим их детальнее.
- Крупнопористые бетоны – составы в основе которых только один заполнитель. Песок представлен в минимальном количестве либо отсутствует вовсе.
- Ячеистые решения – бетоны в основе которых нет сторонних заполнителей. Их конструкция состоит из ячеек замкнутого типа с искусственными порами.
- Поризованные составы – межкомпонентное пространство инертных ингредиентов заполняется вяжущими соединениями. Они обеспечивают высокую скорость затвердевания.
- Плотные структуры – основы, подбираемые таким образом, что в основании бетонного состава отсутствует свободно пространство. В бетоне представлены только мелкие и крупные заполнители, цементный камень.
Очевидно, что бетоны отличаются и областью практического применения, исходя из их технических характеристик. По данному критерию цементы бывают:
- Декоративные – для отделочных прослоек, отличающиеся фактурной фасадной частью. Применяется для декорирования строительных объектов. Указанные бетоны проверяют на соответствие ряда характеристик и требований: фактура, цвет, а также атмосфероустойчивость.
- Жаростойкие – составы, сохраняющие изначальные физико-механические характеристики даже при условии продолжительного воздействия высокой температуры. Чаще всего жаростойкие бетоны используют в области строительства объектов, подвергающихся термическому воздействию в процессе эксплуатации.
- Химически устойчивые – щелочно-, кислото-, и солеустойчивые составы. Бетоны, сохраняющие свои свойства и не разрушающиеся даже под воздействием активной химической среды: паров, щелочей, кислот или солей. Нередко их используют в качестве дополнительного покрытия для обычных бетонов.
- Дорожные – основная область их применение – дорожное строительство, обустройство посадочных и взлетных площадок в аэродромах. Главное требование, предъявляемое к дорожным бетонам – повышенная устойчивость к износу и стиранию, влаги и температуры.
- Гидротехнические – очень плотные и устойчивые к деформированию составы. Могут похвастаться высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью. Без проблем выдерживает нагрузку в виде разрушающей влаги.
- Теплоизоляционные – составы, гарантированно обеспечивающие сопротивление к термическому воздействию. Несущие свойства конструкции делегируются обычному бетону.
- Конструкционно-теплоизоляционные – предназначены для обустройства конструкций ограждающего типа (различные покрытия, фасады стен). Главное требование, предъявляемое к этим составам – высокие теплозащитные характеристики в сочетании с исключительной несущей способностью.
- Конструкционные – изделия общего назначения, представленные преимущественно в конструкциях восприимчивых к внешним силовым нагрузкам. К таким бетонам предъявляется целый ряд требований: устойчивость к деформированию, сохранение прочностных характеристик, эксплуатационных качестве. Ко всему прочему они должны иметь заданный производителем уровень морозостойкости при температурных колебаниях. Речь идет о перекрытиях, плитах, балочных конструкциях, колоннах и фундаментах.
Перечисленные бетоны, при всех отличиях, эксплуатируются и поддаются общим физическим законам. Но это уже тема для отдельной статьи.