Б. класифікують по виду застосовуваного в'яжучого: Б. на неорганічних в'яжучих (цементні Б., гіпсобетони, силікатні
бетони, кислототривкі Б., жаростійкі бетони та ін спеціальні Б.) і Б. на органічних в'яжучих (асфальтобетони, пластбетони).
Цементні Б. залежно від об'ємної маси (у кг/м3) підрозділяються на особливо важкі (більше 2500), важкі (від 1800 до 2500), легені (від 500 до 1800) і особливо легкі (менше 500).
Особливо важкі бетони призначені для спеціальних захисних
споруд (від радіоактивних впливів); вони виготовляються переважно на портландцементах та природних або штучних заповнювачах (Магнетит, лимонит, барит, чавунний скрап, обрізання арматури). Для поліпшення захисних властивостей від нейтронних випромінювань в особливо важкі Б. зазвичай вводять добавку карбіду бору або ін добавки, що містять легкі елементи - водень, літій, кадмій.
Найбільш поширені важкі бетони, застосовувані в залізобетонних і бетонних конструкціях промислових і цивільних будинків, в гідротехнічних спорудах, на будівництві каналів, транспортних і ін споруд. Особливе значення в гідротехнічному будівництві набуває стійкості Б., що піддаються впливу морських і прісних вод та атмосфери. До заповнювачів для важких Б. пред'являються спеціальні вимоги по гранулометричному складу і чистоті. Суворі кліматичні умови ряду районів Радянського Союзу привели до необхідності розробки та впровадження методів зимового бетонування. У районах з помірним кліматом велике значення мають процеси прискорення твердіння Б., що досягається застосуванням швидко твердіють цементів, тепловою обробкою (електропрогрівання, пропарювання, автоклавної обробки), введенням хімічних добавок і інших засобів. До важких Б. відноситься також силікатний Б., в якому в'язким є кальцієва вапно. Проміжне становище між важкими і легкими Б. займає великопористий (біс піщаний) бетон, що виготовляється на щільному крупному заповнювачі з порізованним за допомогою газо-або піноутворювачів цементним каменем.
Легкі бетони виготовляють на гідравлічному в'яжучому і пористих
штучних або природних заповнювачах. Існує багато різновидів легкого Б.; вони названі в залежності від виду застосованого заповнювача - вермікулітобетон, керамзитобетон, пемзобетону, перлітобетон, туфобетон та ін За структурою і ступеня заповнення міжзернових простору цементним каменем легкі Б. поділяються на звичайні легкі Б. (з повним заповненням міжзернових простору), малопіщані легкі Б. (з частковим заповненням міжзернових простору), великопористі легкі Б., виготовляються без дрібного заповнювача, і легкі Б. з цементним каменем, поризовані за допомогою газо-або піноутворювачів. По виду в'яжучого легкі Б. на пористих заповнювачах розділяються на цементні, цементно-вапняні, вапняно-шлакові і силікатні. Раціональна область застосування легких Б. - зовнішні стіни і покриття будівель, де потрібні низька теплопровідність і малу вагу. Високоміцний легкий Б. використовується в несучих конструкціях промислових і цивільних будівель (з метою зменшення їх власної ваги). До легких Б. належать також конструктивно-теплоізоляційні і конструктивні ніздрюваті бетони з об'ємною масою від 500 до 1200 кг/м3. За способом утворення пористої структури ніздрюваті Б. поділяються на газобетон і пінобетон, по виду в'яжучого - на газо-і пінобетони, одержувані із застосуванням портландцементу або змішаних в'яжучих; на газо-і піносилікати, що виготовляються на основі вапна; газо-і пеношлакобетони із застосуванням мелених
доменних шлаків. При використанні золи замість кварцового піску комірчасті Б. називаються газо-і пенозолобетонами, газо-і пенозолосиликатами, газо-і пеношлакозолобетонами.
Особливо легкі бетони застосовують головним чином як теплоізоляційні матеріали. Області застосування Б. в сучасному будівництві постійно розширюються. У намічається використання високоміцних Б. (важких і легких), а також Б. із заданими фізико-технічними властивостями: малої усадкою і повзучістю, морозостійкістю, довговічністю, трещиностойкостью, теплопровідністю, жаростійкістю і захисними властивостями від радіоактивних впливів. Для досягнення цього потрібно проведення широкого кола досліджень, передбачають розробку найважливіших теоретичних питань технології важких, легких і пористих Б.: макро-і мікроструктурної теорій міцності Б. з урахуванням внутрішніх напружень і мікротрещінообразованія, теорій короткочасних і тривалих деформацій Б. та ін
Види бетонів.
В даний час в будівництві використовують різні види бетону. Розібратися в їх різноманітті допомагає класифікація бетонів. Бетони класифікують:
1. по середній щільності;
2. по виду в'яжучого речовини;
3. за призначенням.
Багато властивостей бетону залежать від його щільності, на величину якої впливають щільність цементного каменя, вид заповнювача і структура бетонів. По щільності бетони ділять на:
- особливо важкі з щільністю більше 2500 кг/куб. м.;
- важкі - 1800 ... 2500;
- легкі -500 ... 1800;
- особливо легкі - менше 500 кг/куб, м.
Особливо важкі бетони готують на важких заповнювачах - сталевих тирсі або стружках (сталебетон), залізній руді (лімонітовий і магнетитові бетони) або бариті (баритовий бетон).
Важкі бетони з щільністю 2100 ... 2500 кг/куб. м. отримують на щільних заповнювачах з гірських порід (граніт, вапняк, діабаз). Полегшений бетон з щільністю 1800 ... 2000 кг/куб.м. отримують на щебені з гірських порід з щільністю 1600 ... 1900 кг/куб, м.
Легкі бетони виготовляють на пористих заповнювачах (керамзит, аглопорит, спучений шлак, пемза, туф).
До особливо легких бетонів відносяться пористі бетони (газобетон, пінобетон), які отримують спученням в'яжучого, тонкомолотої добавки і води за допомогою спеціальних способів, і великопористий бетон на легких заповнювачах.
Головною складовою бетону, багато в чому визначає його властивості, є в'язка речовина, по вигляду якого розрізняють бетони: цементні, силікатні, гіпсові, шлаколужні, полімерцементниє та спеціальні.
Цементні бетони готують на різних цементах і найширше застосовують в будівництві. Серед них основне місце займають бетони на цементі (портландцемент) і його різновидах (близько 65% від загального обсягу виробництва), успішно використовують бетони на шлакопортландцементу (20 ... 25%) і пуцолановому цементі. До різновидів цементних бетонів відносяться: декоративні бетони, (на білому і кольорових цементах), бетони для самонапружених конструкцій (на напружуючому цементі), бетони для спеціальних цілей (на глиноземистому і безусадочном цементах).
Силікатні бетони готують на основі вапна. Для виробництва виробів в цьому випадку застосовують автоклавний спосіб твердіння.
Гіпсові бетони готують на основі гіпсу. Гіпсові бетони застосовують для внутрішніх перегородок, підвісних стель і елементів обробки будівель. Різновидом цих бетонів є гіпсоцементні - пуццоланові бетони, що володіють підвищеною водостійкістю. Застосування - об'ємні блоки санвузлів, конструкції малоповерхових будинків.
Шлаколужні бетони роблять на мелених шлаках, зачинених лужними розчинами. Ці бетони ще тільки починають застосовуватися в будівництві.
Полімербетони виготовляють на різних видах полімерного сполучного, основу якого складають смоли (поліефірні, епоксидні, карбамідні) або мономери (фурфуролацетоновий), отверждаемие в бетоні за допомогою спеціальних добавок. Ці бетони придатні для служби в агресивних середовищах і особливих умовах дії (стирання, кавітація).
Полімерцементні бетони отримують на суміші, складається з цементу і полімерної речовини (водорозчинні смоли і латекси).
Спеціальні бетони готують із застосуванням особливих в'яжучих речовин. Для кислототривких і жаростійких бетонів застосовують рідке скло з кремнійфтористим натрієм, фосфатне сполучна.
В якості спеціальних в'яжучих використовують шлакові, нефелінові і склолужні, отримані з відходів промисловості.
Бетони застосовують для різних видів конструкцій, які виготовляються на заводах збірного залізобетону, так зводяться безпосередньо на місці експлуатації (у гідротехнічному, дорожньому будівництві).
Залежно від області застосування розрізняють: звичайний бетон для залізобетонних конструкцій (фундаментів, колон, балок перекриттів і мостових конструкцій);
гідротехнічний бетон для дамб, шлюзів, облицювання каналів, водопровідно-каналізаційних споруд;
бетон для огороджувальних конструкцій (легкий);
бетон для підлоги, тротуарів, дорожніх і аеродромних покриттів;
бетони спеціального призначення (жаротривкий, кислотостойкий, для радіаційного захисту).
Загальні вимоги до всіх бетонів і бетонних сумішей наступні:
до затвердіння бетонні суміші повинні легко перемішуватися, транспортуватися, укладатися (володіти рухливістю і легко укладатися), нерозшаровуватися; бетони повинні мати певну швидкість затвердіння відповідно до заданих термінів розпалубки і введення конструкції в експлуатацію; витрата цементу і вартість бетону повинні бути мінімальними.
Бетони нового покоління
Одна з найактуальніших проблем сучасного бетоноведенія - застосування і вдосконалення нового покоління бетонів, що отримали в світовому науковому співтоваристві назву "High Performance Concrete". Поява таких бетонів відкрило нову еру в будівництві. Їх унікальні властивості: висока міцність і корозійна стійкість, водонепроникність і морозостійкість, регульована деформативність - дозволили реалізувати такі будівельні проекти, про які ще порівняно недавно важко було навіть мріяти. Досить згадати міст через протоку Акасі в Японії
з центральним прольотом в 1990 м, тунель під Ла-Маншем, 125-поверховий хмарочос заввишки 610 м в Чикаго і т. п. Високоякісні бетони забезпечують високі гарантовані параметри експлуатаційної надійності будівель і споруд в умовах складних впливів навколишнього середовища і навантажень, значно скорочують терміни будівництва і зменшують інвестиційні ризики. Все це вкрай важливо для страхових компаній та інших фінансових учасників, залучених в процес сучасного будівництва.
Широка номенклатура створених вченими і фахівцями ефективних матеріалів та виявлених технологічних прийомів дозволили в 80-90-х роках з використанням досвідчених, дослідно-промислових установок і стендів, а також в умовах промислового виробництва відпрацювати принципово нові ефективні технологічні схеми отримання нових видів бетонів з широким діапазоном експлуатаційних характеристик за рахунок варіювання в широких межах виду сировинних матеріалів (в'яжучих і заповнювачів), різновидів, способу і стадії введення хімічних модифікаторів і активних мінеральних добавок, оптимізації складу багатокомпонентного бетону і цілеспрямованого управління технологією.
У російському бетоноведенія під високоякісними бетонами розуміють легко укладаються бетони на гідравлічних в'яжучих, що поєднують високі показники міцності властивостей (класи по міцності на стиск від В 40 і вище до В 90, що відповідає маркам по міцності М600-М1200 і більше) і темпів тверднення (міцність у віці доби природного тверднення не менше 25-30 МПа) з необхідними показниками будівельно-технічних властивостей, у тому числі:
- водонепроникність W 12 і вище;
- морозостійкість F 400 і вище;
- стираність не більше 0,3-0,4 г/см2;
- Водопоглинання 1-2,5 мас%;
- висока опірність проникненню хлоридів;
- висока газонепроникність;
- Регульовані показники деформативності (у тому числі компенсація усадки бетону у віці 14-28 сут природного твердіння).
Вперше у вітчизняній практиці будівництва були отримані і застосовані високоміцні і швидкотверднучі бетони з міцністю на стиск до 200 МПа, що поєднують високі показники морозостійкості (F 1000 і вище) і водонепроникності (W 20 і більше) зі стабільністю об'єму і підвищеною стійкістю до різних агресивних дій і високими декоративними властивостями. Розроблялися дані бетони фахівцями НііЖБе спільно з залученими організаціями.
В 1985-1998 рр.. розроблені:
- Теоретичні основи отримання ефективних високоякісних бетонів різного призначення і підвищення експлуатаційної надійності шляхом керованого структуроутворення на всіх етапах виробництва за рахунок використання композиційних в'яжучих речовин, застосування комплексних хімічних модифікаторів і активних мінеральних компонентів;
- Поліфункціональні хімічні модифікатори бетону різного призначення (суперпластифікатори, пластифікатори, регулятори тверднення і структури бетону та ін), оптимізовано склади та умови їх застосування залежно від необхідного технічного ефекту і способу введення, у тому числі при приготуванні бетонних сумішей або на стадії отримання композиційних в'яжучих;
- Склади, технологія застосування широкої гами активних мінеральних компонентів, у тому числі конденсованого мікрокремнезема і розширюють добавок, що використовуються як при приготуванні бетонних сумішей, так і при отриманні композиційних в'яжучих і призначених для зниження витрати клінкерної компонента, підвищення міцності і корозійної стійкості бетонів, підвищення їх водостійкості і тріщиностійкості, компенсації усадкових деформацій і регулювання процесів структуроутворення;
- Склади і технологія одержання композиційних в'яжучих, що передбачає механохимічеськую активацію компонентів у присутності поліфункціональних модифікаторів і мінеральних добавок з метою додання цементному каменю спеціальних властивостей: високої міцності (від 60 до 120 МПа), прискорених темпів тверднення, високих показників по морозостійкості, сульфатостійкості, відсутності деформацій усадки та ін
Вражає перелік об'єктів, на яких були застосовані високоякісні бетони. Так, наприклад, створені промислові зразки технологічних комплексів, здійснено дослідне та дослідно-промислове впровадження, а також промислове освоєння різних видів бетонів, в тому числі при виготовленні мостових будівель і монолітних конструкцій транспортних споруд з бетонів з підвищеними експлуатаційними характеристиками (Московська кільцева автодорога, транспортний тунель на Кутузовському проспекті, шумозахисні стіни автострад та ін), в будівництві торгового комплексу "Смоленський Пасаж", сучасних офісних будівель (СДМ-Банк), житлових комплексів в Кунцево і Митино, при зведенні пам'ятника Петру I (фундаментна плита) та відтворенні горельєфів Храму Христа Спасителя з архітектурного бетону, декоративних плитних
виробів з високоміцних бетонів, при виробництві збірних залізобетонних конструкцій спеціальної та загально номенклатури за беспропарочной технології з використанням композиційних в'яжучих на заводі ЗБВ-100 (м. Іваново) і промисловому комбінаті № 81 (м. Самара), при виготовленні об'ємно-каркасних модулів для багатоповерхових будівель з бетонів з комплексними модифікаторами на промисловому комбінаті № 55
(Московська обл.). Високоякісні бетони широко застосовуються при будівництві монолітних і збірно-монолітних спеціальних споруд, покриттів аеродромів, злітно-посадкових смуг, монолітних конструкцій стартових комплексів для космічних систем та інших спеціальних об'єктів.
Слід підкреслити, що розроблена технологія дозволяє швидко здійснити диверсифікацію виробництва і перейти на випуск соціально значимої продукції, що дозволить забезпечити безпеку будівель і споруд, підвищити їх архітектурну виразність.
За 1985-1998 рр.. в будівництві різних цивільних об'єктів і спеціальних споруд з використанням нових бетонів виготовлено та застосовано більше 1 млн. м2 залізобетонних конструкцій і монолітного залізобетону.
Економічний ефект розробки вчених визначається зниженням матеріаломісткості, зменшенням енерго-і трудовитрат і застосуванням техногенних відходів, значним збільшенням довговічності, і, як наслідок, збільшенням терміну міжремонтної експлуатації і зниженням експлуатаційних витрат, пов'язаних з функціонуванням будівель і споруд та з проведенням ремонтних робіт, що стало можливим завдяки забезпеченню високих, раніше недосяжних показників експлуатаційної надійності бетону.
Представляється, що розпочатий низкою російських організацій комплекс робіт має хорошу найближчу перспективу. Розвиток транспортного будівництва, освоєння нових родовищ нафти і газу, в тому числі на морських шельфах в умовах впливу солоних вод, хвильових та вітрових навантажень, збільшення обсягів використання підземних просторів і будівництво підземних "міні-міст", архітектурний залізобетон - ось неповний, але дуже характерний перелік раціональних областей застосування нових бетонів.
