Бетон – один з основних видів будівельних матеріалів. У загальній вартості матеріальних ресурсів, використовуваних у капітальному будівництві, вартість збірних та монолітних бетонних виробів і конструкцій становить майже 25 %.
Одночасно бетон є економічним матеріалом, оскільки вироби з нього більш як на 80 % об”єму складаються з місцевої сировини: піску, щебеню, гравію чи побічних продуктів промисловості у вигляді шлаків, золи тощо.
Оскільки бетон – штучний будівельний конгломерат, то, змінюючи склад бетонної суміші, можна в період формування надавати виробам і конструкціям практично будь якої конфігурації та розмірів, а після затвердіння одержувати задані в широкому діапазоні властивості щодо міцності, щільності, теплопровідності. Ці можливості тепер значно зростають завдяки науковим успіхам у пошуку різного роду добавок. Склад бетонної суміші розраховують і добирають залежно від потрібних властивостей матеріалу. Суміш ретельно гомогенізують у бетонозмішувачах різної конструкції, укладають в опалубку або форми й ущільнюють механізованими способами. Відформована суміш затвердіває в природних, а з метою прискорення твердіння - в штучних тепловологих умовах з додержанням спеціальних режимів або при введені комплексу хімічних добавок.
(7)
Будівельним розчином називають затверділу суміш в”яжучої речовини, дрібного заповнювача та води. За складом будівельний розчин подібний до дрібнозернистого бетону, і для нього справжнюються закономірності, притаманні бетонам. В основу групової класифікації розчинів покладено такі ознаки: середня густина, вид в”яжучої речовини, призначення й фізико-механічні властивості.
За густиною у сухому стані розчини поділяють на важкі з середньою густиною 1500 кг/м і більше та легкі, що мають середню густину менш як 1500 кг/м.
За видом в”яжучого розчини бувають: цементні, приготовані на портландцементі чи його різновидах; вапнякові – на повітряному чи гідравлічному вапні; гіпсові – на основі гіпсових в”яжучих речовин; мішані – на цементно вапняному в”яжучому. Вид в”яжучого добирають залежно від призначення розчину, вимог температурно-вологового режиму твердіння, а також умов експлуатації будівель і споруд.
За призначенням будівельні розчини розрізняють так: мурувальні для кам”яного будування та зведення стін з- великих елементів; монтажні для заповнення швів між великими елементами під час монтажу будівель і споруд з готових збірних конструкцій та деталей; опоряджувальні для штукатурення; спеціальні, що мають особливі властивості.
За фізико – механічними властивостями розчини класифікуються за міцністю та морозостійкістю, що характеризують довговічність розчину.
Мінеральні та органічні добавки застосовують, щоб одержати легкоукладну розчинну суміш при використанні портландцементу.
Як ефективні мінеральні добавки в цементні розчини вводять вапняне чи глиняне тісто. Ці добавки підвищують водоутримувальну здатність, поліпшують легкоукладальність і дають економію цементу.
Будівельні розчини готують у централізованому порядку на бетонорозчинових заводах чи розчинозмішувальних вузлах. В”яжучі матеріали дозують за масою. Розчинну суміш готують у розчинозмішувачах періодичної та неперервної дії з тривалістю перемішування 1,5…2,5 хв.
Товарні розчини готують централізовано у вигляді сухих сумішей або готових розчинів певної конструкції, марки та якості.
Перевозять будівельні розчини в автоцистернах з автоматичним розвантаженням або на автосамоскидах. Щоб запобігти передчасному тужавінню розчинових сумішей під час транспортування та зберігання, до них уводять добавки – сповільнювачі тужавіння.
(8)
Залізобетон – це композиційний будівельний матеріал, в якому поєднуються бетон і сталева арматура, забезпечується спільна робота бетону й сталі, що істотно різняться своїми фізико-механічними властивостями. Бетон добре робить опір стискувальним навантаженням, проте має низьку міцність при розтягу, яка становить 1/10…1/12 міцності на стиск. А сталь має дуже високу міцність при розтягу, тому в залізобетоні сталеву арматуру розподіляють так, щоб вона сприймала розтягувальні зусилля, а стискувальні передавалися на бетон. Можливість спільної роботи сталевої арматури та бетону зумовлюється міцним счепленням між ними й майже однаковими коефіцієнтами лінійного розширення при зміні температури в інтервалі від 0 до 80 гр.
Бетон захищає сталь, що міститься в ньому, від корозії. Найдоцільніше використовувати залізобетон для будівельних виробів і конструкцій, що зазнають вигину: сталь сприймає розтягувальні напруження, а бетон – стискувальні, що забезпечує в цілому високу міцність матеріалу.
Використання залізобетону в промислових масштабах почалося наприкінці XIX ст. Завдяки хорошим механічним властивостям, довговічності, вогнестійкості, гігієнічності, технологічності, доступної сировинної бази, можливості економії металу в ряді конструкцій, незначним експлуатаційним витратам, можливості створення на основі залізобетону різноманітних архітектурних форм залізобетон є основним конструктаційним матеріалом сучасного індустріального будівництва.
Залізобетонні конструкції за способом виготовлення поділяють на монолітні та збірні.
Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику. Монолітній залізобетон використовують, коли треба підвищити архітектурну виразність будівель і споруд, при нестандартності та малій повторюваності елементів і при особливо великих навантаженнях. Досвід монолітного домобудування виявив техніко – економічні переваги цього методу будівництва порівняно з цегельним, великоблоковим і навіть і навіть великопанельним. Проте при виготовленні монолітного залізобетону затрачується велика кількість ручної праці, збільшуються строки будівництва, ускладнюється бетонування в зимовий час.
Збірні залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на механізованих та автоматизованих підприємствах. Перевага збірного залізобетону порівняно з монолітним – в істотному підвищенні продуктивності праці та поліпшені якості будівництва за рахунок випуску на спеціалізованих підприємствах великорозмірних елементів підвищеної заводської готовності, в скороченні строків будівництва. Крім того, скорочуються витрати лісоматеріалів, спрощується виконання робіт у зимовий час.
Проте збірні залізобетонні вироби мають значну масу та розміри, що потребує потужного спеціалізованого підіймально-транспортного обладнання. Основними напрямами розвитку збірного залізобетону є укрупнення конструктивних елементів, зниження матеріало- та металомісткості, підвищення ступеня заводської готовності.
Збірні залізобетонні вироби класифікують за видом армування, щільністю, видом бетону, внутрішньою будовою та призначенням.
(9)
Азбестоцемент – це цементний композиційний матеріал, утворюваний внаслідок твердіння раціонально дібраної маси цементу, азбесту й воду. Цементний камінь має вищі міцнісні показники на стиск, ніж на розтяг. Тому, увівши до складу маси тонковолокнистий азбест, рівномірно розподілений в об”ємі гідратованого цементу, як сталева арматура в залізобетоні, підвищемо фізико – механічні властивості цементного каменю. Азбестоцемент характеризується досить високою міцністю на розтяг, вогнестійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, малою тепло- та електропровідністю. Недоліками азбестоцементу є крихкість і короблення при зміні вологості.
Номенклатура азбестоцементних виробів налічує понад 40 назв:
профільовані листи – хвилясті та напівхвилясті для покрівель і обшивки стін; плоскі плити – звичайні та офактурені чи пофарбовані для облицювання стін; панелі покрівельні та стінові з теплоізоляційним шаром для опалюваних та неопалюваних будівель; труби напірні й безнапірні та з”єднувальні муфти до них; вироби спеціального призначення – архітектурно-будівельні, санітарно-технічні, електроізоляційні тощо.
(10)
Для виготовлення матеріалів та виробів на безцементних в”яжучих не потрібно застосовувати клінкерні в”яжучі (портландцемент, його різновиди чи спеціальні цементи). На відміну від матеріалів та виробів із силікатних розплавів, а також керамічних вони набувають каменеподібного стану внаслідок затвердіння в”яжучого при звичайній чи невисокій (200гр.) температурі. До цієї групи належать матеріали та вироби на основі вапняних, гіпсових, магнезіальних в”яжучих чи розчинного скла. З них найпоширенішими є матеріали та вироби на основі вапняних і гіпсових в”яжучих.
(11)
Раніше луги у складі цементів використовували у вигляді розчинного скла. В поєднанні з різними отверджувачами протягом багатьох років воно було прекрасним будівельним матеріалом. Останнім часом це в”яжуче дістало найбільшого поширення при укріпленні грунтів, а також при виробництві кислототривких і жаростійких матеріалів.
Спроби застосувати всілякі отверджувачі не змінили властивостей цих матеріалів, оскільки луг, який лишається у вільному стані, легко розчинний, що знижує водо- і атмосферостійкість цементного каменю.
Відомі також спроби використати лужні сполуки у вигляді розчинного скла, Na2CO3, NaOH як добавки активізаторів до традиційних цементів. Проте вміст їх був незначним, оскільки виникали побоювання щодо погіршення властивостей цементного каменю внаслідок високої розчинності лужних сполук, які, на думку таких вчених, як Р.Фере, Л.Шасеван, П.П.Будников, лишалися у вільному стані. Ці побоювання існують і тепер, коли підвищенний вміст активних лужних сполук спричинює лужну реакцію склоподібних та аморфізованих заповнювачів, яка призводить до деструктивних процесів у затверділому бетоні.
Докорінні перетворення в науці та практиці в”яжучих речовин розпочалися 1957р., коли профессор В.Д. Глуховський відкрив в”яжучі властивості у сполук I групи II підгрупи періодичної системи елементів. Це відкриття стало поштовхом до створення нового класу цементів – лужних і довело, що вимоги обмеженої розчинності та її швидкості, які згідно із сучасними теоріями зумовлюють здатність мінеральних речовин до гідратаційного твердіння, слід ставити не до речовин, що входять до складу цементу, а до продуктів їх гідратації та твердіння.