Раздел 4. Материалы на основе неорганических вяжущих веществ

Помимо описанных в данном разделе цементных бетонов, на основе неорганических вяжущих веществ изготавливают строительные растворы различного состава и назначения, сухие строительные смеси, железобетон и изделия из него, искусственные каменные материалы (силикатные, гипсовые, асбестоцементные и др.).

Глава 7. Бетоны

7.1. Общие сведения, классификация

Бетоны - это искусственные каменные материалы, получаемые в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, заполнителей, воды и специальных добавок. До затвердевания этот состав называется бетонной смесью.

Преимуществами бетона, обусловившими его повсеместное применение, являются достаточная сырьевая база, простота изготовления, широкий диапазон свойств, декоративно-отделочные свойства и др. Сравнительно низкая прочность при растягивающих напряжениях, являющаяся недостатком, устраняется армированием его стальной арматурой. Бетон в соединении с металлом - железобетон, обладает высокой прочностью при сжатии, растяжении и изгибе.

Бетоны классифицируют по ряду признаков:

- По назначению: конструкционные и специального назначения (жаростойкие, химически стойкие, декоративные, теплоизоляционные и др.).

-. По виду вяжущего: цементные (наиболее распространенные), силикатные (известково-кремнеземистые), гипсовые, шлакощелочные, полимербетоны, полимерцементные, асфальтовые бетоны и др.

- По виду заполнителя: на плотных, пористых, специальных заполнителях.

- По структуре: плотной структуры (пористость растворной части менее 6%); поризованной (пористость более 6%); ячеистой; крупнопористой (беспесчаный бетон).

- По средней плотности:

- особо тяжелые (> 2500 кг/м³);

- тяжелые (= 2200-2500 кг/м³);

- облегченные (= 1800-2200 кг/м³);

- легкие (= 500-1800 кг/м³);

- особо легкие (менее 500 кг/м³).

- По условиям твердения: естественного твердения, с тепловой обработкой при атмосферном давлении (ТВО), автоклавного твердения.

7.2. Материалы для бетона

Цемент - главный исходный материал для изготовления бетона. Наиболее широко применяют портландцемент и его разновидности. Выбор цемента должен производиться исходя из комплекса требований, предъявляемых к бетону по прочности, химической стойкости, тепловыделению, морозостойкости, водонепроницаемости и др., а также с учетом технологии изготовления и особенностей конструкции. Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона по прочности на сжатие по табл.7.1.

Таблица 7.1

Марки бетона	М150	М200	М250	М300	М350	М400	М450	М500	М600 и выше
Марка цемента	М300	М300 М400	М400	М400 М500	М400 М500	М500 М600	М550 М600	М600	М600

Заполнители занимают до 85-90% объема, сокращают расход цемента, образуют жесткий скелет бетона, уменьшая его усадку; несколько увеличивают прочность и уменьшают деформации конструкций под нагрузкой.

Различают мелкий заполнитель (песок), имеющий частицы размером 0,16-5 мм, и крупный заполнитель (гравий или щебень), размер частиц которого 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций применяют щебень или гравий с крупностью до 150 мм. Крупность зерен определяют просеиванием заполнителей через набор стандартных сит.

Пески главным образом состоят из кварца SiO₂; возможны примеси полевых шпатов, слюды, известняка. Реже встречаются пески другого состава: полевошпатовые, известняковые. По происхождению пески бывают горные (овражные), речные, морские. Они различаются формой зерен и характером поверхности. Песок, используемый для приготовления бетона, должен отвечать стандартным требованиям по зерновому (гранулометрическому) составу, наличию примесей и загрязнений.

Зерновой состав песка определяют на стандартном наборе контрольных сит с размерами ячеек: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Зерна менее 0,16 мм (пылеватые и глинистые примеси) попадают в поддон – их содержание не должно превышать 10%. Чем больше в песке мелких и мельчайших фракций, тем больше цементного теста требуется на обмазку зерен песка при приготовлении бетонной смеси, то есть расход цемента возрастет.

При определении зернового состава навеску сухого песка просеивают через набор сит и на каждом сите получают определенную фракцию песка по крупности (частные остатки), а затем вычисляют полные остатки. Полный остаток на любом сите равен сумме частных остатков на данном сите и всех частных остатков на ситах большего размера. Например, полный остаток на сите 0,63 равен А_0,63 = а_0,63 + а_1,25+а_2,5.

Суммируя полные остатки на ситах, вычисляют модуль крупности песка М_к (сумма полных остатков, деленная на 100). В зависимости от модуля крупности и полного остатка на сите 0,63, пески классифицируются следующим образом (табл. 7.2).

Таблица 7.2