Бетон - історія винаходу і методи використання

 

Якщо заходить розмова про практичний будівельному матеріалі, то відразу ж згадують бетон. Це штучно створений, на зразок каменю матеріал, отримання якого відбувається в результаті схоплювання (застигання) попередньо замішаного і піддалося ущільненню розчину.
У XVIII столітті у Франції відбувається багато чудових подій. Одне з них - пов'язано з будівництвом. «Бетон» - слово французьке, там же вперше його і вжили.

 

Відомі різні версії появи бетону. Одна з них свідчить, що одного разу археологи виявили в невеликій хатині підлогу, зроблений з бетону, товщина якого становила одну четверту метра (25 см). Сталося це на території колишньої Югославії, знахідка ставилася до кам'яного віку (як передбачається - 5600 рік до нашої ери (до н. Е..). Як з'ясувалося, бетонний розчин статі складався, в тому числі, з місцевої червонуватою вапна та гравію.
У Єгипті був знайдений бетон, що відноситься до 950 року до н. е.., в гробниці Теве і в будівництві галерей широковідомих єгипетських пірамід також був використаний бетон. Цей будівельний матеріал у

 

Стародавньому Римі називали «римським бетоном». Приблизно в IV столітті до нашої ери його стали застосовувати. Багато спливло води з тих давніх пір, проте, римський Пантеон, побудований з нього, зберігся до нашого часу, причому пережив навіть кілька землетрусів.
Проводилися дослідження стародавніх поселень у Римі і дійшли висновку, що два види бетону застосовувалися для будівництва:
1) природний;
2) штучний.

 

Природний брали з уламків гірських порід, які були пов'язані різними мінеральними речовинами (наприклад, гіпсом, вапном, кальцитом). До природного можна віднести піщаник, брекчию, конгломерат.
До появи цементу в якості сполучної речовини виступала вапно. Крім неї, користувалися ще жирної землею і глиною, вони в поєднанні з водою ставали кашоподібної масою, яка незабаром висихала і набувала непогану міцність. Ось з цієї кашки спочатку і будували глинобитні будинки, а пізніше навіть стали зводити храми.
В Іспанії до нашого часу збереглися формовані стіни, які витримали не одну негоду протягом багатьох років поспіль. Для їх зведення застосовували метод формування (по-іншому: трамбування). На свій розсуд будівельники брали: камінь і вологий грунт або камінь і глину, які укладали в опалубку, виконану з дерева.
Будівельна сфера розвивалася, були створені штучні в'яжучі речовини (вапно, гіпс), отримані завдяки термічній обробці сировинної маси. Коли з'явився досить широкий асортимент в'яжучих речовин, то й застосовуватися одержувані бетони та розчини стали частіше в будівництві.

 

Не тільки бетонні підлоги, але і заливка фундаментів будівель здійснювалася з їх допомогою. Виривали траншеї під фундамент, насипали туди гальку (невеликий камінь), потім заливали сумішшю вапна з піском, глиняної масою. Ця споруда ставало міцною основою для подальшого будівництва.

 

Склад бетону
Як з'ясовується, бетон популярний здавна. Фахівці будівельної справи звернули увагу на відмінну міцність, водонепроникність і зручність в укладанні бетону. Що ж входить до складу бетону? У першу чергу напрошується відповідь: цемент, пісок, вода і щебінь. Але не завжди так. Сучасний бетон відрізняється ще й тим, що в нього, крім перерахованого вище, додають хімічні інгредієнти. Якраз вони покращують затвердевающие, хапають і компілятивні властивості, що впливають на якість.

 

Сучасний бетон
У XX столітті додаються в бетон різні компоненти позитивно позначаються на його властивості. В кінці століття минулого з'явилися бетони, що піддавалися модифікації, як їх ще називають бетонами «останнього покоління». Будинки, побудовані з них, довговічні, надійні і привабливі. Добре відомий бетонний модифікатор МБ, який являє собою композиційний порошок, що має органо основу. Мінеральна частина - мікрокремнезем або суміш з кислою золою-винесення. Органічна частина - це пластифікатор або суміш з ним, що має регулятор затвердіння з добавками. Важливим фактором вважається співвідношення мікрокремнезема і золи-винесення в мінеральній частині, завдяки цьому відбувається поділ модифікаторів на 4 види: Мб-01; МБ-30С, МБ-50, МБ-100С.
Бетони відносяться до штучних кам'яним будівельним матеріалам, які складаються з інертних заповнювачів (найчастіше - це пісок, що утворюється при вивітрюванні гірських порід твердого походження, що представляє собою пухку суміш із зерен (з діаметром від 0,15 мм до 5 мм), води і в'яжучих речовин. Ця суміш гарненько перемішується.

Якими бувають інертні заповнювачі?
Для бетону зазвичай застосовують наповнювачі - кварцові річкові піски як найбільш чисті, не потребують промивання, оскільки містять глину, дрібні пилоподібні фракції і мул не більше 5 відсотків за вагою. Пісок із середньою крупністю зерна менше 0,2 мм для бетону не застосовується. Крім величини зерна в піску, придатному для бетону, має значення обсяг порожнеч, який не повинен перевищувати 40 відсотків; гравій - видобувають його з пухких залягання, які утворилися шляхом природного руйнування осадових або метаморфічних, вивержених гірських порід.
Для бетону найбільш підходящим є гравій з щебневідний зернами; Щебінь - це ще один з інертних заповнювачів для бетону. Його отримання засноване на дробленні гірських порід (це може бути граніт, діабаз, піщаник, доломіт, вапняк), або ж цегляних частин (лом) , відвальних шлаків. Для дроблення каменю на щебінь використовують каменедробарки (в основному щокові). Розмір щебеню повинен бути від 5 мм до 150 мм.

 

 

Найчастіше в якості в'яжучого речовини в бетоні виступає цемент, в процентному відношенні він повинен складати відповідно до вагою бетону - від 10 до 15. Тоді виходить, що у відсотках - води та інертних заповнювачів - буде 90-85.
Заповнювачем також може бути бітум (асфальтобетон). Якщо ж використовують для заповнювачів місцеві матеріали, то це знижує вартість бетону.
Дрібним заповнювачем виступають найчастіше річкові (чисті) кварцові піски з зернами від 0,15 мм до 5 мм, слюди в них міститися не повинно вище 0,5 відсотка, а різних домішок пилоподібних, мулу, глини - не понад 5 відсотків.

 

Серед великих заповнювачів отримав широке поширення щебінь, який отримують в результаті штучного дроблення твердих, морозостійких (міцних) порід.
Для роботи з масивними конструкціями береться щебінь не більше 150 мм, а найпопулярнішим - 5-80 мм. Якщо ж застосовується гравій (крупним заповнювачем), то він повинен мати ті ж самі розміри, що і щебінь, володіти такою ж морозостійкістю саме в тих випадках, коли він експлуатується при змочуванні водою, а також заморожується і відтає.
Щоб було зручно працювати з свіжоприготованою бетонної сумішшю, вона повинна володіти достатньою рухливістю і зручно укладатися при вібрації. Коли бетон виготовлений, його міцність протягом одного-двох тижнів швидко зростає.
По межі міцності в кг/см2 при стисненні бетонного стандартного кубика, що має розмір 20 Х 20 Х 20 см, визначають марку бетону. Кубик піддають випробуванню через чотири тижні після того, як виготовлять. Ще в СРСР були встановлені такі марки: 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500. На міцність цементу діє водоцементне співвідношення і активність самого цементу.

 

Отримання і застосування бетону
Отримання його відбувається завдяки випалу до спікання штучної маси матеріалів, вивірених з великою точністю, з вмістом вуглекислого кальцію (який є в чистому або мергелистих вапняку тощо) і глини (також може бути різною: вапняної, мергель та інші) з наступним тонким помелом або шлакопортландцемент (якщо зіставити з портландцемент, то тужавлення і тверднення відбувається повільніше в перші дні). Але не можна посперечатися з його стійкістю проти дії мінералізованих вод (у зіставленні його з портландцемент), тому застосування його можливо для масивних бетонних і залізобетонних конструкцій, гідротехнічних споруд. Може брати участь у розчинах для кам'яної кладки, у виготовленні підлог і бетонних каменів.

 

Задані якісні показники бетону визначаються встановленням складу бетонної маси, марки цементу і якості заповнювачів. Щоб розрахувати витрату цементу на один кубічний метр бетону повинні бути враховані вимоги необхідної міцності і щільності, економічності бетону і пластичного стану бетонної маси. Якщо необхідно звести залізобетонна споруда, яка буде знаходитись на відкритому просторі або у воді, то витрата цементу, як правило, складе 250 кг/м3, а для конструкцій і пристосувань усередині приміщень - не менше 220 кг/м3.
Залізобетонні споруди вимагають звичайного бетону.
Стіни будівлі і легкі перекриття потребують легкому бетоні (можна використовувати шлакобетон).
Теплоізоляція вимагає особливо легень (піно-і газобетон).

Види бетонів
Взявши за основу об'ємна вага, бетони поділяються на 5 видів:
1) особливо важкі, мають об'ємний вага (ОВ) понад 2700 кг/м3, заповнювачі використовують важкі - сталеві тирсу (стальбетон) або важкий шпат;
2) важкі або звичайні (з ОВ - 2 100-2 600 кг/м3) з заповнювачами: кварцовим піском, щебенем або гравієм, обов'язково з щільних порід;
3) полегшені (ОВ - 1 800 кг/м3- 000 кг/м3) з заповнювачем також полегшеного типу, наприклад, цегляним щебенем;
4) легкі (з ОВ - від 1 000 кг/м3 до 1800 кг/м3) з заповнювачами більш легкими (керамзит, туф, шлак, пемза);
5) особливо легкі (ОВ - від 400 кг/м3 до 1 000 кг/м3), найчастіше до них відносять пористі бетони (газобетон, пінобетон), що містять або не містять зовсім небагато твердих наповнювачів.

 

Найпопулярнішими вважаються важкі бетони. В якості в'яжучого речовини найбільш придатний портландцемент (сілікатцемент).
Першими у використанні бетону, як вже відомо, стали єгиптяни, за ними - римляни і греки. Пантеон і Колізей - яскравий тому доказ. Каменяр з Англії Джозеф Аспдін запатентував в 1824 році дивне сіра речовина і дав йому назву «портландцемент». Щось схоже винайшов в Москві в першій чверті 20 століття Є. Челієв. Незабаром Росія дізналася про цемент Аспдін. Це сталося в 1847 році, з якого і взяла старт ера бетону. Ось так буває!

 

Редактор, автор статей сайту Гецко Іван Петрович

Будівництво

Main page Contacts Search Contacts Search