Что такое бетон и из чего он состоит?

07.09.2015 profipol_dp Материалы

Содержание статьи:

Из каких материалов состоит бетон?
Вяжущее вещество
Заполнители для бетона
Вода
Добавки для бетона и цементного раствора
Пример состава бетона — пропорции и расход материалов

Из каких материалов состоит бетон?

Бетон (классический бетон) состоит из щебня, песка, цемента, воды и специальных добавок.

Щебень и песок образуют скелет-основу, а цемент, вода и добавки образуют цементный клей, который склеивает каждую частичку заполнителя между собой в прочный искуственный камень — бетон.

Основные составляющие для изготовления бетона:

вяжущее вещество (цемент)
заполнители (песок, щебень, керамзит и т.д.)
вода
добавки

Первые три составляющих обязательны (без них не обойтись), четвертая — желательна.

Теперь подробнее.

Вяжущее вещество

Самым важным вяжущим веществом является портландцемент. Именно цемент используется при производстве строительных растворов и бетонов.

Это вещество полученное в результате помола и смешивания портландцементного клинкера, гипса и минеральных добавок (шлак, зола, пуццаланы и т.д.) в определенной пропорции.

Фракция цемента (размер его частичек) очень мелкая, практически как пыль.

Портландцементный клинкер получают путем обжига при температуре около 1450°С из смеси пород, содержащих карбонады (известняк, мергель, мел), глины и других минералов тщательно перемешанных в определенной пропорции.

Цемент — это гидравлическое минеральное вяжущее вещество, которое твердеет после смешивания с водой в результате протекания реакции гидратации.

Заполнители для бетона

Для использования в качестве заполнителя для бетона подходят материалы, которые не влияют на процессы твердения цемента и к поверхности которых цементный камень имеет максимальную адгезию.

Самыми основными и распространенными заполнителями для бетона являются щебень и песок.

Щебень и песок образуют гранулометрическую структуру, пустоты которой должны быть максимально заполнены склеивающим тестом из вяжущего вещества. Они занимают основную часть бетона как по весу (около 80%), так и по объему (70-75%).

От качества заполнителей зависит прочность и долговечность бетона, а оптимальное использование их размера только улучшает качество бетона.

Для получения высококачественного бетона песок и щебень очищают и разделяют по фракциям с помощью таких механических процессов, как дробление, просеивание и промывка.

Так же существуют такие виды бетонов, как керамзитобетон (вместо щебня используется более легкий заполнитель — керамзит), пенополистиролбетон (в качестве одного из заполнителей для облегчения и утепления используются шарики пенополистирола), пескобетон (в качестве заполнителей используется разнофракционный песок).

Вода

Не вся вода подходит для затворения бетона. Пригодность воды зависит от ее происхождения.

питьевая вода — подходит для бетона, не требует испытаний
грунтовые воды — могут использоваться для бетона, но необходима проверка
техническая вода — может использоваться для бетона, но необходима проверка
морская вода — может использоваться для неармированного бетона, но не подходит для железобетона
сточные воды — не подходят для изготовления бетона

Добавки для бетона и цементного раствора

Добавки в бетон и цементные растворы — это жидкости или порошки, которые добавляются в бетонную смесь в процессе смешивания и воздействуют на ее свойства и свойства затвердевшего бетона на химическом и физическом уровнях.

Основные добавки:

пластификатор (суперпластификатор) — основная его функция это снижение водопотребности бетона. Пластификатор позволяет снизить содержание воды бетонной/цементной смеси без изменения консистенции или повысить текучесть (удобоукладываемость) смеси без изменения содержания воды, или получить оба эффекта
ускоритель схватывания — сокращает время начала схватывания цемента в бетоне, увеличивает начальную прочность бетона
ускоритель твердения — увеличивает раннюю прочность бетона. Может как сокращать, так и не сокращать время начала схватывания цемента (зависит от свойств)
замедлитель схватывания (твердения) — замедляет время начала схватывания цемента в бетоне и дольше сохраняет начальную консистенцию смеси
воздухововлекающая добавка — в процессе замешивания бетона/раствора приводит к получению определенного количества мелких пор, заполненных воздухом, которые остаются в затвердевшем бетоне
стабилизатор — снижает водоотделение (расслоение) бетонной смеси
гидрофобная добавка — добавка, повышающая водонепроницаемость бетона
антиморозная добавка — добавка, позволяющая работать с бетоном в зимний период (при отрицательных температурах)

Нередко производители добавок объединяют и комбинируют эти свойства в своих продуктах, поэтому на прилавках магазинов можно встретить пластификатор замедляющий твердение, пластификатор с воздухововлекающим свойством, пластификатор-ускоритель и т.д.

Если в бетон добавляется более одной добавки, то их совместимость должна быть проверена специальными испытаниями.