6. Штучні кам’яні матеріали на основі мінеральних в’яжучих

6.1 Бетон та його різновиди

Бетон - штучний камінь, одержаний у результаті формування й твердіння раціонально підібраної суміші в'яжучої речовини, води й заповнювачів (піску й щебеню або гравію). Суміш цих матеріалів до затвердіння називають бетонною сумішшю. Зерна піску й щебеню становлять кам'яний кістяк у бетоні. Цементне тісто, що утворюється після замішування бетонної суміші водою, обволікає зерна піску й щебеню, заповнює порожнечі між ними й відіграє роль змащення заповнювачів, що надає бетонної суміші рухливості. Цементне тісто, тверднучи, зв'язує зерна заповнювачів, утворюючи штучний камінь бетон.

Одержання бетону високої якості можливо тільки при:

- глибокому знанні технології його приготування;

- умілому підборі складових матеріалів належної якості й в оптимальних співвідношеннях;

- оптимальних режимах приготування бетонної суміші, методах її укладання й ущільнення;

- умовах твердіння, що забезпечують одержання бетонних конструкцій високої міцності, довговічності й низької вартості.

Бетон є одним з найважливіших матеріалів у всіх областях сучасного будівництва. Це обумовлено:

- широким діапазоном його властивостей;

- можливістю виготовлення найрізноманітніших за формою й розмірами довговічних будівельних конструкцій;

- можливістю повної механізації бетонних робіт;

- економічністю бетону (80-85 % його об’єму становлять заповнювачі з місцевих кам'яних матеріалів).

Класифікація бетонів

Бетони класифікують за наступними ознаками: густиною, міцністю, довговічністю, виду в'яжучої речовини й заповнювачів й за призначенням.

Основною вважається класифікація бетону за густиною, у результаті чого бетон поділяють на особливо важкий густиною більше 2500 кг/м³, важкий - 2200-2500 кг/м³, полегшений - 1800-2200 кг/м³, легкий — 500-1800 кг/м³, особливо легкий (ніздрюватий теплоізоляційний) - менше 500 кг/м³ .

Залежно від розмірів застосовуваного заповнювача бетони бувають на дрібнозернистому (до 10 мм) і грубозернистому (10-150 мм) заповнювачі.

Важливими показниками якості бетону є його міцність і довговічність. За показниками міцності при стиску бетони мають наступні марки: важкі бетони - М50 - 800, легкі - М25 - 400. Відповідно до стандарту бетони, призначені для будинків і споруд, ділять на 19 класів (В1; В1,5; В2; ... й В60), основною контрольованою характеристикою яких є міцність при стиску кубів розміром 150х150х150 мм і відповідно циліндрів розміром 150x300 мм. Крім того, контрольованими характеристиками є міцність на розтягання, морозостійкість і водонепроникність. Довговічність бетону оцінюють ступенем морозостійкості. За цим показником бетони ділять на марки: для важких бетонів - Мрз50-500, легких бетонів - Мрз15-500.

За видом в'яжучої речовини бетони бувають: цементні, виготовлені на гідравлічних в'яжучих речовинах — портландцементі і його різновидах; силікатні — на вапняному в'яжучому в сполученні із силікатними або алюмінатними компонентами; гіпсові — із застосуванням гіпсоангідритовіх в'яжучих; бетони на неорганічих й органічних в'яжучих матеріалах.

Важкі бетони виготовляють на цементі й звичайних щільних заповнювачах, а легкі - на цементі із застосуванням природних або штучних пористих заповнювачів.

Різновидом легкого бетону є ніздрюватий бетон, що являє собою отверділу суміш в'яжучого, води й тонкодисперсного кремнеземистого компонента. Він відрізняється високою пористістю - до 80-90 % з рівномірно розподіленими порами розміром близько 3 мм. Силікатні бетони одержують із суміші вапна й кварцового піску з наступним твердінням сформованих виробів в автоклаві при тиску 0,8-1,2 МПа й температурі 170-200 °С.

За видом заповнювача розрізняють бетони: на щільних заповнювачах, пористих, спеціальних, які задовольняють спеціальні вимоги (захист від випромінювань, жаростійкість, хімічна стійкість і т.п.).

За призначенням бетон буває таких видів:

- звичайний — для бетонних і залізобетонних несучих конструкцій будинків і споруд (колони, балки, плити тощо);

- гідротехнічний — для гребель, шлюзів, облицювання каналів та ін.; для стін будинків і легких перекриттів; для підлог і дорожніх покриттів і підвалин;

- спеціальний — кислототривкий, жаротривкий, особливо важкий для біологічного захисту;

- особливо важкий на цементі із застосуванням спеціальних видів заповнювачів високої щільності (руди, металеві стрижні або обпилювання).