Цементобетон – это один из самых распространенных и востребованных стройматериалов в мире. Он активно используется как в частном строительстве, так и в крупномасштабных промышленных сооружениях.
Необходимо отметить, что термины «бетон» и «цементобетон» часто используют как взаимозаменяемые. И это вполне естественно, ведь большинство людей (в том числе профессиональные строители) обычно имеют дело именно с этим материалом. Но есть виды бетона, в которых вместо цемента используются другие вяжущие вещества. Подробнее о них вы можете узнать в нашей статье Виды бетона по типу вяжущего.
Ниже мы поговорим о том, что входит в состав цементного бетона, как он изготавливается, какие преимущества и недостатки имеет.
Состав цементобетона
Для того, чтобы получить жесткую и прочную конструкцию, необходимо сначала замешать бетонную смесь.
В ее состав входят:
- Вяжущее вещество – цемент (около 10%)
- Вода (около 20%)
- Крупный заполнитель (около 40%)
- Мелкий заполнитель (около 30%)
- Различные добавки
Универсального «рецепта» бетона нет. Соотношение ингредиентов может изменяться в ту или иную сторону и подбирается исходя из конкретной задачи. Именно поэтому заводское производство смеси – процесс достаточно сложный.
Давайте немного подробнее рассмотрим каждый из компонентов.
Цемент
Это вяжущее вещество, которое в сухом виде представляет собой тонко перемолотый порошок серого (реже белого) цвета. Но при смешивании с водой он образует вязкую и пластичную массу (цементное тесто), которая через некоторое время застывает в подобие камня.
Наиболее распространенным и популярным видом цемента является портландцемент.
Сырьем для его производства являются:
- Известняк (на его долю приходится около 75% от общего объема)
- Глина (около 25%)
- Добавки глинозема, железа, кремния (3-5%)
Эти породы на заводе измельчаются, перемешиваются и обжигаются при температуре около 1450°С. Происходит частичное спекание материала, в результате которого образуются гранулы нового продукта – клинкера. К ним добавляют небольшое (около 5%) количество гипса и перемалывают полученную смесь до порошкообразного состояния.
При необходимости цемент может обогащаться различными добавками: пластифицирующими, воздухововлекающими, уплотняющими и прочими. А если добавить к вяжущему веществу специальные полимеры, то можно получить новый вид бетона с особыми свойствами – полимерцементобетон.
Вода
При смешивании сухого цементного порошка и воды начинается сложная многоступенчатая реакция – гидратация цемента. Именно она приводит к тому, что вязкое цементное тесто в итоге превращается в прочный камень.
Этот процесс протекает в два этапа:
- Схватывание
Цементный раствор набирает вязкость, перестает растекаться. Эта стадия протекает быстро, в первые часы после приготовления смеси и ее укладки. - Твердение
Цементное тесто кристаллизуется, становится жестким и прочным. Этот процесс достаточно долгий и может длиться годами. Хотя так называемую «проектную» прочность – то есть достаточную для его эксплуатации – бетон набирает обычно за месяц.
Для того, чтобы «помочь» процессу гидратации и компенсировать испарение воды с его поверхности, свежеуложенный бетон первые несколько дней нужно регулярно увлажнять.
И для производства смеси, и для последующего ухода за бетоном необходимо использовать жидкость без примесей. Последние могут снизить качество материала. На заводах для этого берут питьевую воду. Для смеси, приготовленной в домашних условиях, подойдет отстоянная вода из скважины.
Заполнители
Неотъемлемым компонентом бетонной смеси являются минеральные (реже – органические) заполнители.
Они могут быть:
- Крупными – с размером зерен больше 5 мм
- Мелкими – с размером зерен меньше 5 мм
Зачем их добавляют в бетон? Дело в том, что сам по себе цементный камень – материал неустойчивый. При затвердевании он дает большую усадку, а под действием большой нагрузки – деформируется и раскалывается.
Кроме того, за счет использования заполнителя снижается стоимость самой бетонной смеси. Ведь цемент – материал достаточно дорогой.
В качестве крупных заполнителей обычно используют:
Роль мелкого заполнителя в бетоне выполняют:
Крупные зерна формируют жесткий и прочный каркас бетона, который способен противостоять деформациям, а мелкие заполняют пустоты между ними, придавая камню плотность и стабильность.
Впрочем, есть разновидности бетона, которые производятся по особой технологии – без использования крупных или мелких частиц. Первый вариант представлен пескобетоном (цементно-песчаной смесью) и ячеистыми бетонами, а второй – крупнопористым бетоном.
Добавки
Как следует из названия, эти компоненты не являются обязательным «ингредиентом» бетонной смеси. Их вносят для того, чтобы придать материалу определенные характеристики или улучшить его свойства.
Часто применяются такие виды добавок:
- Пластифицирующие
Они увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси – за счет этого ее удобнее укладывать и распределять по участку. - Противоморозные
Обычный бетон не затвердевает при температуре около или ниже 0°C. Это связано с тем, что вода в его составе превращается в лед и перестает реагировать с цементом. Но иногда строительные работы выпадают на периоды заморозков, и прекращать их нельзя. В таких ситуациях на помощь приходят специальные морозостойкие добавки, благодаря которым смесь схватывается даже при минусовой температуре. - Замедляющие или ускоряющие твердение
Эти присадки влияют на скорость схватывания бетонной смеси. За счет этого можно сократить длительность работ и сэкономить время – или наоборот, продлить «жизнь» смеси в полужидком состоянии, если нет возможности ее оперативно использовать. - Уплотняющие
Это мельчайшие нерастворимые в воде частицы, которые заполняют поры в бетоне. Такой особо плотный материал непроницаем для воды, нефтепродуктов, а также растворов щелочей и кислот. - Гидрофобизирующие
Эти вещества образуют тонкие водоотталкивающие пленки на поверхности бетона и стенках его пор. Таким образом можно улучшить водостойкость и морозостойкость конструкций. - Воздухововлекающие
Использование таких присадок приводит к тому, что в толще цементного камня образуются небольшие пузырьки воздуха. Наличие таких закрытых пор снижает термические напряжения в толще бетона при отрицательных температурах. А увеличение доли воздуха в камне позволяет уменьшить его вес. Так, например, производят облегченные бетоны.
Есть и другие вещества, которые можно добавлять в бетонную смесь для придания ей особых свойств. Ознакомиться с их полной классификацией вы можете в статье Виды добавок для бетона.
Производство цементобетона
С технологической точки зрения изготовление бетона – процесс достаточно простой. Причем суть его практически не отличается вне зависимости от того, где именно готовится смесь: на огромном заводе или в небольшой бетономешалке на заднем дворе.
Технология производства включает в себя такие этапы:
- Дозировка компонентов смеси в соответствии с предварительно подобранной рецептурой
- Перемешивание сухих компонентов
- Добавление воды и химических присадок
- Окончательное перемешивание смеси
- Погрузка материала в бетоновозы и транспортировка к месту проведения работ
Готовую смесь нужно использовать до того, как она начала твердеть. Именно поэтому при заказе бетона с завода важно завершить все подготовительные работы к моменту доставки первой партии.
Подробнее обо всех нюансах изготовления бетонных смесей и готовых изделий из бетона вы можете прочитать в нашем разделе Производство бетона.
А теперь давайте поговорим об основных особенностях и свойствах этого строительного материала.
Плюсы и минусы цементобетона
Как мы уже отмечали, бетон – один из самых востребованных материалов в мире. И на это есть серьезные причины.
Он обладает целым рядом достоинств:
- Достаточно доступная цена
Основная доля в составе бетона приходится на недорогие заполнители – щебень и песок. - Простой процесс изготовления
Смесь для бытовых целей можно спокойно замешать в домашних условиях, чем и пользуются многие умельцы. - Высокая прочность
Неслучайно для строительства современных высоток и особо загруженных автомагистралей используется именно бетон. - Экологичность
Бетон делают из инертных материалов, которые не выделяют вредных веществ при эксплуатации. - Водостойкость
Из этого материала можно смело сооружать подводные конструкции – они не будут гнить и разрушаться. - Пожаробезопасность
Бетон не горит даже в присутствии открытого источника пламени, а некоторые его разновидности спокойно выдерживают температуры до 1800°С без разрушения. - Биологическая стойкость
Бетон не боится вредителей, грибка и плесени. - Долговечность
Гарантированный срок службы бетона в условиях регулярной эксплуатации составляет от 10 до 50 лет.
Справедливости ради, абсолютно идеальным этот материал назвать все же нельзя. У него есть свои недостатки, о которых должен знать каждый строитель.
Цементобетон имеет такие минусы:
- Срок «жизни» бетонной смеси ограничен несколькими часами – пока цемент не начал затвердевать. За это время ее нужно успеть залить и при необходимости утрамбовать
- Полный набор прочности бетоном занимает примерно 28 дней. В этот период нельзя подвергать его высоким нагрузкам – материал может деформироваться и потрескаться
- Бетон без добавок плохо переносит отрицательные температуры и в морозы часто покрывается трещинами
- Поверхность бетона пылит и требует специальной обработки праймером
- Материал неремонтопригоден: при серьезном повреждении одной части бетонной конструкции придется демонтировать ее целиком
- Бетон чувствителен к воздействию солей, которые входят в состав популярных противогололедных реагентов, а также щелочей и кислот
Многие из этих недостатков можно минимизировать, используя специальные добавки. Но стоимость материала от этого закономерно возрастает. Тем не менее, плюсы бетона в большинстве случаев перевешивают минусы. Поэтому он остается популярным и широко востребованным.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #виды бетонов #полезные советы #строительные советы #цементный бетон #бетоны #строительные материалы #стройматериалы #цементобетон #вяжущее
