История бетона, его марки и виды, свойства бетонов.
Еще римляне использовали материал, подобный бетону и называли его по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом эмплектон (emplekton.
Встречается также слово рудус (rudus). Все же чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении фундаментов, стен, сводов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание опус цементум (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.
Трудно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.
Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.
История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность.
По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.
Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры. Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества.Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений.
Виды бетона.
Согласно п.1 ГОСТ 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения.
По назначению различают бетоны.
обычные (для промышленных и гражданских зданий.
специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.
По виду вяжущего вещества подразделяют на цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон( полимербетон) и др.
По виду заполнителей бетоны могут быть на плотных, пористых или специальных заполнителях.
По структуре бетоны могут быть плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
По условиям твердения бетоны подразделяют на твердевшие.
в естественных условиях.
в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении.
в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения.
Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-82 используется классификация.
По объёмной массе бетоны подразделяют на.
особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м?) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый.
тяжёлый (плотность от 1800 до 2500 кг/м?) — гравийный, щебёночный (базальтовый, известняковый, гранитный.
легкий (плотность от 500 до 1800 кг/м?) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон,арболит, вермикулитовый, перлитовый.
особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м.
По содержанию вяжущего вещества и заполнителей различают бетоны.
тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя.
жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя.
товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре.
Эксплуатационные свойства.
Прочность на сжатие.
Основной показатель по которому характеризуется бетон —прочность на сжатие, по нему устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа (СНиП 2.03.01-84*). Но для расчёта показателя прочности необходимо учитывать коэффициенты, например для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчетах — 18,5 МПа (табл. 12 СНиП 2.03.01-84*). Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток (СНиП 2.03.01-84.
Наряду с классами прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами 50-1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см?. Приложение 1 ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами.
Таблица соответствия бетонов между марками и классами.
Класс бетона по прочности.
Ближайшая марка бетона по прочности.
Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой продукции ведется с помощью Молотка Кашкарова или Молотка Шмидта.
По удобоукладываемости, согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», различают бетоны.
сверхжесткие (жесткость более 50 секунд.
жесткие (жесткость от 5 до 50 секунд.
подвижные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса.
Таблица 1 в п. 4.5. ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости.
Марка по удобоукладываемости.
Норма по жесткости,с.
Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетонасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4.
Другие важные показатели.
прочность на изгиб.
морозостойкость— обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон (см. п. 1.3.3. ГОСТ 26633-91.
водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки (см. п. 1.3.4. ГОСТ 26633-91.
удобоукладываемость (подвижность, осадка конуса) — обозначается буквой «П.
Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные климатические камеры.
Обозначение бетонной смеси.
Согласно п. 3.3. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно содержать.
степень готовности.
класс по прочности.
марки по удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для легкого бетона.
обозначение стандарта.
Например, готовая к употреблению бетонная смесь тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В25, марок по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться: БСГ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-94.
Защита бетона.
Гидроизоляционную защиту делят на первичную и вторичную. К первичной относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. К вторичной — дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды.
Меры первичной защиты включают в себя использование для изготовления бетона и железобетона материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость, выбор составов и технологических режимов, обеспечивающих повышенную коррозионную стойкость бетона в агрессивной среде, его низкую проницаемость и обеспечивающих дальнейшее развитие прочностных и деформативных его свойств Статья Булавицкого М.С. Анизотропия свойств бетона . К мерам первичной защиты относятся также вопросы выбора рациональных геометрических очертаний и форм конструкций, назначение категорий трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, рассмотрение сочетания нагрузок и определение непродолжительного раскрытия трещин, назначение толщины защитного слоя бетона с учетом его непроницаемости. Так же можно отнести к первичной защите применение интегральных капиллярных материалов, которые, по сути, химически модифицируют существующий бетон — гидроизоляция строительными смесями проникающего действия. При этом уплотняется структура бетона и происходит увеличение водонепроницаемости, морозостойкости, прочности на сжатие и коррозионной стойкости на весь срок службы.
Задача вторичной защиты — не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и железобетона. В качестве вторичной защиты используют обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия,наливные полы и высоконаполненные покрытия. Чаще всего, в качестве связующего материала, при производстве полимерных составов, применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные компоненты. Механизм защиты бетонного основания заключается в уплотнении поверхностного слоя и изоляции минеральной поверхности от негативных разрушающих факторов.