5.3. Виды бетонов

Тяжелый бетон применяется для изготовления несущих и самонесущих ограждающих конструкций. Требования к нему предъявляются в зависимости от назначения и вида конструкции. Качество бетона определяется качеством и составом его компонентов. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие. Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бе­тона по прочности при сжатии.

В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные из отсевов дробления твердых горных пород.

В каче­стве крупного заполнителя для бето­на применяют щебень, гравий с раз­мером зерен 5-70 мм. При бетониро­вании массивных конструкций мож­но применять щебень крупностью до 150 мм.

Заполнитель должен состоять из зерен разного размера (разных фракций), при этом количество крупных, средних и мелких зерен (т.е. зерновой состав заполнителя) устанавливается на основе проверен­ных рекомендаций таким образом, чтобы зерна меньшего размера располагались в пустотах между крупными. Чем компактнее распо­ложены зерна заполнителей, тем меньше объем пустот.

Состав бетона рассчитывается на основании специально разработанных методик. Подробнее о расчёте состава тяжёлого бетона, методах его испытания и методах определения его свойств смотри в главе 3 второго раздела настоящего учебного пособия.

Легкие бетоны. Снизить высокую среднюю плотность бетона можно применением пористого заполнителя вместо плотного и поризацией цементирую­щего слоя. Неорганические пористые заполнители отличаются большим разнообразием, их разделяют на природные и искусственные. Природ­ные пористые заполнители получают путем дробления и рассева горных пород (пемзы, вулканического туфа, известняка-ракушечника и др.). Искусственные пористые за­полнители являются продуктами термической обработки минераль­ного сырья (например, керамзитовый гравий, вспученный вермикулит) и разделяются на специально изготовленные и побочные продукты промышленности (топливные шлаки и золы, отвальные металлургические шлаки и др.).

Для поризации цементного камня, являющегося самой тяжелой составной частью легкого бето­на, используют небольшие количества пенообразующих или газооб­разующих веществ. Мелкие и равномерно распределенные поры в цементном камне незначительно понижают прочность, но зато суще­ственно уменьшают плотность и теплопроводность легкого бетона.

Крупнопористый бетон состоит из гравия или щебня крупностью 5-20 мм, вяжущего и воды. За счет исключения песка из состава крупнопористого бетона его плотность уменьшается примерно на 600-700 кг/м³ и составляет 1700-1900 кг/м³. Из крупнопористого бетона возводят монолитные наружные стены зданий, изготовляют крупные стеновые блоки. Крупнопористый бетон на пористом заполнителе исполь­зуется как теплоизоляционный материал.

Гипсобетон изготовляют на основе строительного гипса, высоко­прочного гипса и гипсоцементнопуццоланового вяжущего, обеспечи­вающих получение водостойких изделий. Для повышения прочности на изгиб и уменьшения хрупкости в состав гипсобетона вводят волокнистые наполнители (древесные волокна, измельченную бумажную массу и т.п.). Гипсобетон широко применяют для изготовления сплошных и пустотелых плит перегородок.

Гидротехнический бетон предназначается для конструкций, на­ходящихся в воде или периодически соприкасающихся с водой, по­этому он должен удовлетворять требованиям по прочности, долговечности, водостой­кости, водонепроницаемости, морозостойкости, тепловыделению при твердении, усадке и трещиностойкости. В самых суровых условиях работает бетон, расположенный в области пере­менного уровня воды, многократно замерзая и оттаивая, находясь все время во влажном состоянии.

Дорожный бетон предназначен для оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. Покрытие работает на изгиб как плита на упругом основании, поэтому основной прочностной характеристикой бетона является проектная марка на растяжение при из­гибе. Бетон дорожных покрытий подвергается совместному действию воды и мороза при одновременном влиянии солей, поэтому он должен иметь необходимую морозостойкость: в суровом климате – не ниже 200; в умеренном – 150; в мягком – 100.

Бетон, упрочненный волокнами – дисперсно-армированный бетон (фибробетон) представляет со­бой композиционный материал, упрочненный волокнами. В нем не­высокая прочность на растяжение и пластичность бетона сочетается с высокомодульным волокном, обладающим высокой прочностью на разрыв. Волокна должны быть стойкими к щелочной среде цементного раствора или бетона. В зависимости от конструкций применяют во­локна: минеральные (стеклянные – из бесщелочного стекла, базальто­вые, кварцевые и др.), металлические (преимущественно из обычной или нержавеющей стали), синтетические (пропиленовые, капроновые).