Бетон - искусственный каменный материал, получаемый путем формования и твердения бетонной смеси.
Бетонная смесь состоит из затворителя, вяжущего материала, заполнителя, наполнителей и, в необходимых случаях, специальных добавок.
А теперь по порядку.
Затворитель.
Это вещество, за счет которого происходит процесс схватывания (твердения) бетонной смеси.
Обычно это чистая вода, так же могут использовать битум (для асфальтобетонов).
Вяжущее.
Это материал, способный связывать в единую структуру все составляющие бетонной смеси, путем ее схватывания (при контакте с затворителем).
Является одним из важнейших, и обычно самым дорогим составляющим в бетоне.
Схватывание - процесс потери тестом вязко-пластичных свойств, вызванных химических реакций между вяжущим и затворителем, так же называется процессом гидратации, идет с выделением тепла.
До начала данного процесса возможна транспортировка, заливка смеси, без влияния на прочность дальнейшей конструкции.
Различают несколько видов вяжущего, согласно ГОСТу 25192-2012 это:
- цементные;
- известковые (силикатные);
- шлаковые;
- гипсовые;
- специальные (остальные, такие как: магнезиальные, полимерные и т.п.).
Вяжущее влияет, помимо прочего, на конечную прочность конструкции, сроки схватывания смеси.
Например, при использовании более тонкого помола цемента, получается конструкция более высокого класса по прочности, так же сокращаются сроки начала и конца схватывания смеси. Но стоит учитывать, что в данном случае будет выделено больше тепла, что может поставить под вопрос возможность заливки массивных конструкций.
Заполнители.
Это материал, способный повлиять на конечные характеристики бетонной конструкции, т.к. его объем может достигать 80-85% от бетонной смеси.
А именно:
- сокращение расхода вяжущего;
- повышение стойкости застывшего бетона к возникновению трещин;
- увеличение прочности затвердевшего бетонного раствора;
- уменьшение теплопроводности и плотности бетона;
- придание конструкции стойкость к проникающей радиации.
Обычно это песок, щебень, гравий и др.
Более оптимальная фракция (крупность/размер) щебня находиться в пределе 5 - 20 мм.
Наполнители.
Мелкодисперсный, порошкообразный материал, способный заполнять возникшие поры в бетоне, придавать ему особые свойства.
Фракция наполнителя может достигать 0,16 мм.
Добавки.
Процесс твердения бетона, иными словами схватывания бетонной смеси, можно регулировать, как ускоряя, так и замедляя его. Для этого применяют различные добавки. Различают минеральные и химические.
Минеральные разделяют на активные (АМД) и инертные (ИМД) добавки.
Их различие состоит в том, что АМД способно вступать в химические реакции с продуктами гидратации вяжущего при обычных условиях. ИМД - при специальных, достигаемых, например при автоклавной обработке (имеет повышенную температуру, давление, влажность).
Химические разделяют на:
- пластифицирующие - делают бетонный раствор более эластичным и подвижным, благодаря чему он становится удобнее в работе;
- модифицирующие - предназначены для улучшения продолжительности срока службы, прочности сооружений, устойчивость к низким температурам;
- стабилизирующие - повышают сцепления свежеприготовленной бетонной смеси, улучшают ее удобоукладываемость;
- замедлители и ускорители твердения бетона – влияют на сроки схватывания;
- антиморозные - снижают температуру кристаллизации воды в цементном растворе, возможности ведения строительных работ зимой;
- пенообразующие - предназначены для производства пенобетона, образуют воздушные пор;
- воздухововлекающие - образуют в смесях равномерно распределенные замкнутых пор;
- газообразующие – вещества, способные выделять газ в результате их химического взаимодействия с продуктами гидратации цемента;
- гидроизоляционные - вещества, способные к поднятию гидроизоляционных свойств его внутреннего массива в целях снижения показателей водопоглощения.