Глава 2. Строительные бетоны

2.1. Общие сведения

Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения бетонной смеси, состоя­щей из цемента, воды и заполнителей. Часто в состав бетона включают добавки, которые позволяют регулировать его свойства.

Обычный бетон изготавливается на портландцементе или его разновидностях с применением непористых заполнителей в виде песка и щебня (или гравия). При этом пользуются следующей тер­минологией.

Компоненты смеси	Наименование материала
	до отвердевания	после отвердевания
Цемент + вода Цемент + вода + песок Цемент + вода + пе­сок + крупный заполнитель	Цементное тесто Растворная смесь Бетонная смесь	Цементный камень Раствор Бетон

Цемент и вода в бетонной смеси образуют пластичное тесто и придают ей подвижность. В бетоне они образуют цементный камень и придают ему прочность.

Заполнители снижают стоимость бетона, т. к., занимая 70…80 % объема, позволяют существенно сократить расход цемента. Чем больше доля, занимаемая заполнителями в объеме бетона, тем меньше его усадка и ползучесть.

По объемной массе (γ_б в кг/м³) бетоны делят на: особотяжелые (γ_б=2500…6000); тяжелые (2200…2500); облегченные (1800…2200); легкие (500…1800); особо легкие (менее 500).

Обычный бетон (далее просто бетон) относится к тяжелым. Специальные бетоны отличаются от обычного: 1) объемной массой (особотяжелые предназначены для радиационной защиты, легкие – для стен, особо легкие для теплоизоляции); 2) видом связующего вещества (асфальтобетон, полимербетон); 3) видом заполнителей (жаростойкий бетон, бетон для радиационной защиты); 4) особыми требованиями (гидротехнический бетон, в отличие от обычного, должен удовлетворять требованиям по водостойкости, водонепроницаемости, морозостойкости).

2.2. Материалы для приготовления бетона

Цемент, должен удовлетворять требованиям стандарта по всем показателям. Вид цемента выбирают исходя из условий службы бетона, характера и технологических особенностей конструкции (агрессивности воды-среды, возможности попеременного замораживания и оттаивания, термического трещинообразования и др.).

Вода, применяемая для бетона, должна иметь водородный пока­затель не менее 4 и не более 12,5, ограниченное содержание растворимых солей, ионов SO₄^2- и Сl^-, а также взвешенных частиц. Питьевая вода может приме­няться без предварительного опро­бования.

Мелкий заполнитель (песок с зернами не крупнее 5 мм) должен удовлетворять требованиям стандарта в отношении зернового состава и содержания нежелательных примесей, к которым относятся:

а) глина, ил и мелкие пылевидные частицы, определяемые отмучиванием; увеличивают водопотребность бетонной смеси, снижают прочность и морозостойкость бетона (обволакивают зерна песка и препятствуют хорошему сцеплению его с цементным камнем);

б) сернистые (пирит) и сернокислые (гипс, ангидрит) соединения (могут образовать гидросульфоалюминат кальция);

в) слюда (имеет плохое сцепление с цементным камнем);

г) органические примеси (снижают прочность бетона);

д) опал и другие аморфные видоизменения кремнезема (реагируя с Ca(OH)₂, вызывают неравно­мерное изменение объема).

Загрязненность песка глинистыми, пылевидными и орга­ническими примесями можно устранить промывкой.

Зерновой (гранулометрический) состав определяют просеиванием навески высушенного песка последовательно через сита стандартного набора (2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,14 мм). Остатки на каждом сите взвешивают и выражают в % от массы пробы (это – частные остатки а_i, где i – номер сита). Вычисляют полные остатки и проходы. Полным А_i называется остаток, который получился бы на данном сите, если бы всю навеску просеивали только через одно это сито. Полный остаток равен сумме частных остатков на данном сите и на всех предыдущих (более крупных ситах), например, А_0,63=а_0,63+а_1,25+а_2,5. Проходом П_i=100-А_i называется количество песка, которое прошло через сито. Зерновой состав характеризуют: 1) модулем крупности М_П=А_i/100 (отношением суммы полных остатков к 100); 2) кривой просеивания.

По зерновому составу песок считается пригодным для бетона, если его кривая просеивания лежит в области между крайними стандартными кривыми (рис. 2.1), а модуль крупности составляет от 1,5 до 3,5. Пески делят на крупные (М_П=3,5…2,5), средние (М_П=2,5…2,0) и мелкие (М_П=2,0…1,5).

В случае неоднородности зернового состава песка в карьере песок рассеивают на две фракции (1,25…5 и менее 1,25 мм), каждая из которых дозируется отдельно.