Серый бетон и его оттенки

Построенные тысячи лет назад пирамиды Шангси в Китае также содержат раствор извести, вулканической золы и глины. В Римской Империи в строительстве широко применялся раствор, похожий на современный бетон из портландцемента, изготовленный из негашеной извести, зольной пыли и наполнителя из пемзы. Правда, после падения Римской Империи человечество утратило секрет изготовления бетона на целых 13 веков. Лишь в 1756 году британский инженер Джон Смитон (John Smeaton) снова стал использовать в строительстве раствор, изготовленный из извести, мелкого булыжника и измельченного кирпича.

Зачастую для изготовления бетонов используются и строительные отходы. Втретьих, из бетона можно изготавливать конструкции разных типоразмеров в заводских условиях или прямо на строительной площадке с применением опалубки. К тому же характеристики бетона (плотность, прочность, морозостойкость, скорость затвердения, цвет, фактуру, текстуру и т.д.) можно менять в очень широком диапазоне и получать материал с заданными свойствами. Благодаря этому, сегодня по всему миру в строительстве используются свыше 1 тыс. видов бетонов.

Серый, но какой разный

В основном бетоны классифицируют по их основному назначению, виду заполнителей, виду вяжущего вещества, структуре, а также условиям твердения. По виду вяжущего, на основании которого изготавливаются бетоны, они делятся на цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон), специальные и др.
Плотность легкого бетона находится в пределах от 500 до 1800 кг/м3. Его применяют в изделиях и конструкциях жилищно­гражданского, промышленного, сельскохозяйственного, транспортного и иных видах строительства. Легкие бетоны изготовляются на минеральных вяжущих и пористых неорганических заполнителях, крупных и мелких, одинакового или различного вещественного состава. Легкие бетоны также неоднородны. Они могут классифицироваться по назначению (конструкционные, конструкционнотеплоизоляционные, теплоизоляционные, специальные жаростойкие, химически стойкие и т.д.), видам заполнителей (керамзитобетон, керамзитоперлитобетон, керамзитозолобетон, шлакопемзобетон, шлакопемзоперлитобетон, шлакопемзозолобетон, перлитобетон, бетон на шлаковом гравии, шлакобетон, шлакозолобетон, туфобетон, золобетон, опокобетон, бетон на пористых известняках) и структуре.

Особо легкий бетон имеет плотность менее 500 кг/м3. В основном его используют в стеновых конструкциях в качестве теплоизоляционного материала.

Одна из важнейших характеристик бетона - его прочность на сжатие (бетон плохо сопротивляется при растяжении, и этот недостаток приходится компенсировать за счет применения железной арматуры). При проек­ тировании бетонных и железобетонных конструкций определяются необходимые требования, которые предъявляются к бетону. В соответствии с этими требованиями бетоны делят на классы и марки (прочности, морозостойкости и водонепроницаемости).
Также бетоны делятся на определенные марки по морозостойкости. С их помощью определяется самое большое число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые при испытаниях выдерживают образцы бетона установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% в сравнении с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%.
Еще бетоны имеют разные марки по водонепроницаемости. С их помощью определяется давление воды, при котором установленные образцы не пропускают воду в условиях стандартных испытаний.
При изготовлении бетонов применяются также разнообразные добавки. Использование добавок дает возможность ускорить строительный процесс и сделать его более дешевым, а также придать бетону необходимые качества для устройства дорог, аэродромов, гидротехнических сооружений, бассейнов и т.д.

Например, для повышения удобства укладки бетона используют пластификаторы и суперпластификаторы, а для строительства бассейнов и разного рода резервуаров применяются добавки, повышающие в несколько раз водонепроницаемость бетона. В настоящее время существует множество таких “управляющих” добавок.

Самые самые любимые

Сегодня в гражданском и промышленном строительстве широко применяются ячеистые бетоны, керамзитобетон, гидротехнический бетон, полимербетон (пластбетон), стальбетон, бетонополимер, арболит, железобетон и другие виды бетонов.

Ячеистые бетоны относятся к легким бетонам. Их производят чаще способом автоклавного, реже - безавтоклавного твердения вспученной смеси вяжущего, воды и кремнезолистого компонента. Объем такого бетона на 85% состоит из пор. К ячеистому бетону относится пенобетон.
Пенобетонный блок можно пилить, строгать, резать, обрабатывать шлифующими материалами. Еще один подвид ячеистого бетона - газобетон, или газосиликат. Его получают в результате смешивания кварцевого песка, цемента, извести и воды и подачей этой смеси в автоклав.

Керамзитобетон также широко применяется в строительстве. Исходным материалом для его изготовления служит керамзит (вспененная и обожженная глина в виде гранулы, которая имеет структуру застывшей пены), вода и цемент. Керамзит, обладающий высокой прочностью и легкостью, является основным видом пористого заполнителя.
Изделия из такого бетона используются в качестве несущих конструкций в жилищном, гражданском и промышленном строительстве. Недостатки керамзитобетона заключаются в том, что изза высокой пористости у него более низкая, чем у обычного бетона, прочность, морозостойкость и плотность. Из­за этого применение керамзитобетона ограничено. Он, к примеру, не применяется при устройстве фундаментов.

Гидротехнический бетон относится к тяжелым бетонам. Он применяется для строительства сооружений, постоянно находящихся в воде или периодически контактирующих с водной средой. Характеризуется высокой коррозионной стойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью.

Бетон, в котором вяжущим веществом является синтетический полимер (обычно термореактивная смола) называется полимер бетоном. Среди неоспоримых преимуществ данного вида бетона - его высокая прочность при растяжении, высокая химическая устойчивость, невысокая хрупкость и водопроницаемость. Используется в основном для полов производственных зданий, покрытий мостов, а также в дорожном строительстве.

Стальбетон изготавливают из смеси портландцемента, кварцевого песка и стальных стружек. Этот вид бетона отличается высокой износостойкостью и прочностью. Стальбетон применяют главным образом для устройства покрытий полов промышленных зданий.

Бетонополимер изготавливают на основе бетона с минеральным вяжущим и подвергают дополнительной обработке полимерами с последующей их полимеризацией в порах бетона. Этот вид бетона обладает повышенной прочностью, морозо и износостойкостью. Применяется для облицовки инженерных сооружений в гидростроительстве, дорожном строительстве и др.

Арболит относится к легким бетонам. Его изготавливают из смеси органических заполнителей (дробленых отходов деревообработки, камыша и т. п.) и минерала вяжущего (обычно портландцемента). Используется в качестве стенового материала малоэтажных зданий и сооружений. Железобетон - это скорее не вид бетона, а монолитно соединенная конструкция, состоящая из бетона и стальной арматуры. Бетон в железобетоне воспринимает в основном сжимающие усилия, а арматура - растягивающие. Железобетон в строительстве используется… пожалуй, легче назвать, где он не используется.

Как и металл, бетон относят к материалам не только с блистательным прошлым и настоящим, но и с прекрасным будущим. Ученые постоянно и очень успешно работают над созданием новых разновидностей бетона, которые призваны удовлетворить любые требования промышленности и строительной отрасли.

По мнению специалистов, в ближайшем будущем получат широкое распространение особобыстротвердеющие бетоны на основе новых видов вяжущих и модификаторов, бетоны, твердеющие при температуре до 300C, бетоны со специальными электротехническими, антибактерицидными, жаростойкими и др. свойствами.

Получат распространение также всякого рода декоративные бетоны: цветные бетоны, бетоны с различной структурой поверхности, бетоны, искусственные камни, бетоны с поверхностной декоративной и защитной отделкой. Будут совершенствоваться и сами технологии производства бетона. С каждым годом все более значительное место будет отводиться биотехнологиям. И вряд ли в будущем производство бетонов сможет обойтись без применения нанотехнологий.