6 Материалы на основе минеральных вяжущих веществ

6.1 Обычный тяжёлый цементный бетон

Обычный тяжёлый цементный бетон– это искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания смеси цемента, крупного заполнителя, песка и воды. Смесь этих компонентов до затвердевания называют бетонной смесью.

Вяжущим в обычном бетоне являются ПЦ и ШПЦ, мелким заполнителем – песок (размеры частиц 0,14–5 мм), крупным заполнителем – щебень или гравий (размеры частиц 5–70 мм). Частицы щебня имеют остроугольную форму и шероховатую поверхность, а гравия – округлую форму и гладкую поверхность.

Бетон, как и все каменные материалы, хорошо работает на сжатие, а прочность при изгибе и растяжении в среднем в 10 раз меньше. Поэтому в конструкциях, работающих на изгиб и растяжение, используют стальную арматуру. Армированный бетон называют железобетоном.

По пределу прочности при сжатии тяжелый бетон делят наклассыот В3,5 до В80 (3,5–80 МПа), что соответствует устаревшей, но всё еще часто применяющейся характеристике бетона – марке – М50–М1000 (50–1000 кгс/см₂). Класс бетона определяют по прочности при сжатии бетонных образцов через 28 суток нормального твердения (температура 15–20С и относительная влажность воздуха 90–100 %).

По морозостойкостиобычный тяжёлый цементный бетон делят на марки отF50 доF1000.

Твердение бетонаобусловлено взаимодействием цемента с водой (см. выше). Поэтому для твердения бетона необходимы высокая влажность и положительная температура. Преждевременное испарение воды приводит к прекращению гидратации цемента, а, значит, к прекращению роста прочности бетона. Для предотвращения высыхания бетон после схватывания поливают водой, покрывают полиэтиленовой плёнкой или опилками, песком, которые периодически увлажняют. Твердение бетона при отрицательных температурах прекращается из-за его замерзания. Повышение температуры ускоряет гидратацию цемента и твердение бетона, поэтому при производстве ЖБИ в заводских условиях их подвергают обработке паром при температуре 80–90С. На строительных площадках бетон в зимнее время подвергают электропрогреву.

6.2Производство и применение бетонных и железобетонных изделий

Производство. Отвешенные в необходимых количествах цемент, песок, щебень и воду перемешивают в бетоносмесителях. Арматуру выправляют, очищают, разрезают и сваривают в объемные каркасы. После чистки и смазки форм в них укладывают арматуру, затем бетон, который уплотняют вибрацией или другими способами.

Для ускорения твердения бетона отформованные изделия могут подвергаться тепловлажностной обработке паром. Общий цикл пропаривания составляет в среднем 10–16 часов, максимальная температура – 80–90 С. Готовые изделия извлекают из форм и вывозят на склад готовой продукции.

Применение. Из тяжелого бетона могут изготавливаться все изделия, конструкции зданий от фундаментов до покрытий: сваи, блоки стен подвалов, колонны, ригели, балки, плиты перекрытия, фермы, лестничные марши и площадки и внутренние стеновые панели, др. В изготовлявшиеся ранее наружные стеновые панели из тяжелого бетона укладывали утеплители из минеральной ваты, пенопласта.