Бетон

Бетонування.

Заливка бетоном

Бето́н (фр. béton, від лат. bitumen — «гірська смола») — штучний каменеподібний матеріал, результат раціонально підібраної суміші в'яжучого, заповнювачів, води і, при потребі, спеціальних добавок. До затвердіння цю суміш називають бетонною. Один з основних будівельних матеріалів, що застосовується для виготовлення збірних залізобетонних та бетонних конструкцій і бетонних виробів, а також для будівництва монолітних бетонних і залізобетонних споруд.

У випадку зведення будови з бетону його види і марки визначаються на стадії створення проекту. Для різних елементів будівельної конструкції (фундаменти, що тримають стіни, внутрішні перегородки, підлоги) застосовуються різні види і марки бетонів.

Сфери застосування бетону в сучасному будівництві постійно розширюються. Широкі перспективи використання високоміцних бетонів (важких і легких), а також бетонів із заданими фізіко-технічними властивостями: малою осадкою і рухливістю, морозостійкістю, довговічністю, тріщиностійкістю, теплопровідністю, жаростійкістю і захисними властивостями від радіоактивних дій.

Історія

Хоч часто бетон сприймається як новітній матеріал, але насправді його використовують вже тисячі років, відомий ще в IV тисячолітті до н. е — Шумер. Давньоримська монументальна архітектура в часи свого розквіту була саме бетонною. Такі відомі споруди як Колізей, Пантеон чи знамениті римські дороги збудовані саме з бетону. Саме майже двохтисячолітнє існування цих споруд (наприклад 43 м бетонний купол Пантеону досі цілий) свідчить про можливості цього давнього але досі актуального будівельного матеріалу.

Класифікація

За видом в'яжучого матеріалу (основна класифікація):

• цементні (найпоширеніші);
• асфальтові (найпоширеніші у будівництві доріг);
• вапняні;
• гіпсові;
• глиняні

тощо.

За характером та структурою заповнювачів:

• важкий або звичайний (об'ємна вага > 1 800 кг/м³), із заповнювачами із щебеню або гравію з щільних порід, застосовується в залізобетонних та бетонних конструкціях, де потрібна висока міцність і щільність;
• особливо важкий (> 2 700 кг/м³) із заповнювачами з бариту, залізних руд або металів; застосовується для захисту від γ-променів на атомних електростанціях, в лабораторіях і т. п.;
• легкий бетон (< 1 800 кг/м³) — арболіт, шлакобетон, пемзобетон та ін. — з легкими заповнювачами відзначається малою теплопровідністю і застосовується для огороджувальних конструкцій та покриттів;
• особливо легкий — ніздрюватий бетон (пінобетон, газобетон) з об'ємною вагою 800 — 600 кг/м³ та менше.

За матеріалом арматури:

• бетон зі сталевою арматурою — залізобетон (найпоширеніший):
  • із ненапруженою арматурою;
  • із попередньо напруженою арматурою;
• деревобетон;
• очеретобетон;
• бетон, армований синтетичним волокном;
• дисперсне армування (фіброю)

тощо.

За консистенцією бетонної суміші:

• жорсткий — застосовується для масивних монолітних конструкцій;
• пластичний — для тонкостінних густоармованих конструкцій.

За властивостями:

• Водонепроникний бетон (рос. водонепроницаемый бетон, англ. watertight concrete, нім. wasserdichter Beton m) — конструкційний бетон, що не пропускає воду при 0,2 МПа і вище. Застосовується в шахтному, гідротехнічному, транспортному будівництві.
• Морозотривкий бетон — бетон, що має підвищену морозостійкість (розрахований на більшу кількість циклів замерзання-відмерзання у порівнянні з неморозостійкими бетонами).
• Вогнетривкий бетон — бетон, що має підвищену вогнетривкість (витримує до зруйнування вищі температури, ніж невогнетривкі бетони).

За способом бетонування:

• Торкетобетон — бетон, що отримується торкретуванням бетонної суміші на поверхню будівельних конструкцій або форму за допомогою цемент-пушки.

Складові частини

До 85% складу становлять заповнювачі, здебільшого місцеві матеріали. Розрізняють заповнювачі:

• дрібні (пісок природний або штучний, шлаковий пісок тощо) з розміром зернин від 0,08 до 5 мм;
• крупні (щебінь або гравій) з розміром зернин від 5 до 70 мм, а для масивних споруд — до 120 мм.

Крім заповнювачів із щільних гірських порід, застосовуються легкі заповнювачі — природні (пемза, туф, ракушняк) або з штучних пористих матеріалів (керамзит, термозит тощо).

Клей (цементуюча речовина) складається з в'яжучих матеріалів і води; бувають різновидності, що тужавіють без води, наприклад асфальтобетон. В'яжучими матеріалами є цемент, глина, вапно, гіпс, рідке скло, бітум, смола тощо. Можуть бути бетони:

• з сумішшю дрібного і крупного заповнювача,
• з одним дрібним заповнювачем (піщаний або дрібнозернистий Б),
• з одним крупним заповнювачем (крупнозернистий),
• зовсім без заповнювача (ніздрюватий).

Властивості

Найголовніша властивість — міцність при стисканні. Залежить від:

• якості в'яжучого матеріалу,
• від водов'яжучого (водоцементного) відношення (чим воно вище, тим нижча міцність),
• від щільності заповнювачів і самого бетону.

Міцність розрізняють за так званими марками, що відповідають границі міцності при стиску 28-денного бетонного кубика з розміром ребра 20 см.Марки бетону в кг/см²:

• звичайні — 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600;
• легкі — 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200.

Розрізняють ще такі властивості: морозостійкість, водонепроникність, жаростійкість, кислотостійкість, міцність на згин, стійкість проти корозії та ін. Для одержання бетону потрібної марки роблять розрахунок складу, що визначається відношенням (головним чином вагою, рідше за обсягом) цементу, піску та щебеню (гравію) в бетонній суміші:

1 : П : Щ

Вага або об'єм цементу приймаються за одиницю у відношенні до піску (П) та щебеню (гравію) — (Щ). Всі матеріали для виготовлення бетонної суміші обов'язково дозуються. Іноді в бетонну суміш додають спеціальні речовини (хімікати), так звані добавки — активні, прискорюючі або уповільнюючі тужавіння та ін. Умови тужавіння бетону до набуття ним розрахункової міцності вимагають додержання певного режиму температури і вологості (захист від сонячних променів, поливання водою, запобігання замерзанню при мінусових температурах тощо). Виготовлення бетонної суміші провадиться в бетономішалках, на спеціалізованих механізованих бетонних заводах або бетонозмішувальних установках.

Суміжні поняття

Бето́н доро́жній — багатокомпонентний, штучно отриманий кам'яноподібний матеріал, який представляє собою затверділу суміш в'яжучого (цементу), заповнювачів, води та необхідних домішок.

Див. також

• Залізобетон
• Набризк-бетон
• Бетоноробні машини
• Полімербетон
• Баритобетон
• Бетон дорожній

Література

• Українська радянська енциклопедія. В 12-ти томах / За ред. М. Бажана. — 2-ге вид. — К.: Гол. редакція УРЕ, 1974-1985.
• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Слободяник И. Я. Строительные материалы и изделия. К., 1958 (рос.)
• «Технология и свойства бетонов». М., 1957. (Труды института НИИЖБ). (рос.)