Бетон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Бетонування.
Укладання бетонної суміші

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[ред.ред. код]

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.

„Римський бетон”

Тривалий час у Греції та Римі домінувало кам’яне мурування насухо. При цьому достатньо великі блоки надійно утримувались під дією власної ваги, але для цегли й дрібнорозмірного каменю такий спосіб був непридатний. Щоб зв’язати цеглини в мурах давні народи використовували глину, гіпс, бітум (асфальт), вапно, що сприяло розробкам відповідних корисних копалин. У III ст. до Р.Х. у Римі було винайдено новий будівельний матеріал, що отримав назву „римський бетон” . Невідомий винахідник здогадався залити дрібні камені розчином вапна й піску. Коли суміш затужавіла, утворився достатньо міцний штучний камінь. Бетон мав значні переваги перед природним каменем, зумовлені можливістю приймати необхідну будівельникам форму та розміри блоків або мурів, утворюючи суцільну монолітну конструкцію. Відпала необхідність ламання й транспортування великих брил, обробки й припасовування каменів.

Особливого поширення бетон дістав після застосування домішок (здебільшого – вулканічного попелу), які унеможливили руйнування матеріалу атмосферними водами й вологою та підвищували його міцність. За назвою містечка Пуццолі поблизу Неаполя, де розробляли попіл з Везувію, такий бетон назвали пуцолановим. Він склав основу при будівництві мостів, акведуків, величних терм, Колізею та Пантеону („Храму всіх богів”). В часи правління Юлія Цезаря бетон стає основним будівельним матеріалом. Величезні обсяги будівництва не зменшили потреби в об’ємах розробки каменів, проте змінили вимоги до їх якості: те що раніше в каменоломнях відбраковували як непотріб, за нових технологій йшло в діло. Більш того, виникла необхідність відповідного подрібнення гірських порід, з яких виготовляли бетонну суміш, для чого масово використовували ручну працю рабів. Це вплинуло на способи ламання вапняків, спростило розробки інших гірських порід.

Класифікація[ред.ред. код]

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)[1]

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).[2]
  • Вогнетривкий бетон — бетон, що має підвищену вогнетривкість (витримує до зруйнування вищі температури, ніж невогнетривкі бетони).[3]

За способом бетонування:

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

Складові частини[ред.ред. код]

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[ред.ред. код]

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 являє собою затверділу суміш в'яжучого (цементу), заповнювачів, води та необхідних домішок.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]