Beton to sztuczny kamień budowlany, który uzyskuje się poprzez formowanie i utwardzanie odpowiednio dobranej mieszanki zawierającej spoiwo, wodę oraz drobne i grube kruszywa. Wszystko to podlega obowiązkowemu zagęszczeniu. W niektórych przypadkach stosuje się specjalne dodatki, a w przypadku betonu asf altowego w ogóle nie stosuje się wody.
Komponenty
Beton jest w swoim rdzeniu mieszaniną cementu i wody, w wyniku reakcji pomiędzy którymi powstaje kamień cementowy, spajający ziarna stosowanych wypełniaczy w jeden monolit. Struktura i właściwości betonu zależą od tych substancji. Zmieniają jego stopień porowatości, reakcję na obciążenia, czas utwardzania, a także znacznie zmniejszają odkształcenia betonu podczas jego utwardzania. Beton stał się głównym materiałem budowlanym stosowanym we wszystkich dziedzinach, ponieważ daje szerokie możliwości uzyskania mieszanek o różnych właściwościach zdodając różne wypełniacze. To właśnie te cechy otwierają tak szerokie spektrum zastosowań.
Beton jest trwałym materiałem o wysokim stopniu ognioodporności, jego gęstość, wytrzymałość i inne właściwości można zmieniać, nadając mu określone właściwości. Przy odpowiedniej obróbce z mieszanki można uzyskać struktury o wymaganym kształcie z punktu widzenia architektury i mechaniki konstrukcji.
Trochę historii
Jako sztuczny materiał budowlany składający się z wody, wypełniaczy i spoiwa, beton był znany od czasów starożytnych. Ponad siedem tysięcy lat temu był używany przez mieszkańców Mezopotamii do budowy budynków gospodarczych i mieszkań. Wykorzystywali go także budowniczowie Wielkich Piramid. Starożytni Rzymianie przenieśli budownictwo betonowe na nowy poziom – pozostawili po sobie nie tylko fundamenty budynków, ale także całe bloki betonowych budynków. Cechy konstrukcyjne rzymskich dróg, kopuł, sklepień i posadzek wykonanych z tego materiału do dziś nie straciły na znaczeniu. Jednak w średniowieczu technologia wytwarzania betonu rzymskiego została bezpowrotnie utracona.
Oczywiście starożytny beton to nie to samo co współczesny beton. Jego główna różnica polega na składzie, w tym czasie nie było w nim cementu. Jako spoiwo użyto gipsu, wapna lub gliny.
Funkcje
Wytrzymałość betonu jest jego najważniejszą cechą, która ma bezpośredni wpływ na parametry użytkowe materiału. Przez tę koncepcję zwyczajowo rozumie się zdolność betonu do wytrzymania działania agresywnych mediów i zewnętrznych sił mechanicznych. Wartość tę określają metody kontrolne: ultradźwiękowa i mechaniczna. GOST 18105-86 określa zasady badania wytrzymałości betonu na zginanie, rozciąganie i ściskanie. Jedną z cech jest współczynnik zmienności, który świadczy o jednorodności mieszaniny.
Zgodnie z GOST 10180-67, określenie wytrzymałości betonu na rozciąganie odbywa się poprzez ściskanie kostki kontrolnej o rozmiarze żebra 200 milimetrów w wieku 28 dni. Ten typ jest powszechnie nazywany wytrzymałością sześcienną. Oprócz GOST do określenia siły stosuje się również SNiP. Na przykład minimalna wytrzymałość betonu na zdzieranie poziomych konstrukcji nieobciążonych o rozpiętości do 6 metrów powinna wynosić co najmniej 70% wytrzymałości projektowej, a przy długości większej niż 6 metrów - 80% wytrzymałości projektowej. W tym przypadku najważniejsza jest siła. Podobnie jak kamień naturalny, materiał ten jest bardziej odporny na ściskanie niż wytrzymałość na rozciąganie, dlatego wytrzymałość na rozciąganie dla tego wskaźnika została wybrana jako główne kryterium.
Właściwości
Beton to materiał, którego wytrzymałość jest cechą, która narasta w wyniku fizykochemicznych procesów interakcji cementu z wodą, która przebiega prawidłowo w warunkach wilgotnych i ciepłych. Jeśli zdarzy się, że materiał zamarznie lub wyschnie, proces ten zostanie zakończony. Wczesne suszenie lub zamrażanie wpływa na ostatecznącharakterystyka materiału.
Jednorodność
Razem z wszystkimi innymi czynnikami jednorodność wytrzymałości zależy od jakości i zawartości użytego kruszywa, zwłaszcza jeśli niektóre właściwości tego ostatniego nie pozwalają na uzyskanie betonu o wymaganej wytrzymałości. Dlatego parametr ten jest powiązany z poprzednim, chociaż dane eksperymentalne pokazują, że taka zależność nie zawsze ma miejsce. W miarę jak beton staje się bardziej jednorodny, pojawiają się możliwości bardziej efektywnego wykorzystania.
Wskaźnik jednorodności jest określany w wyniku badań próbek kontrolnych wykonanych z betonu roboczego o określonych właściwościach. Na przykład w procesie obliczania tego wskaźnika brane są pod uwagę wyniki badań identycznych pod względem wielkości i warunków przechowywania jednakowo starych próbek materiału. Jednorodność wodoodporności określa się, badając próbki o tej samej grubości przy użyciu tych samych metod.
Gęstość
Ta cecha betonu jest dość trudna, ponieważ zmienia się w zależności od tego, jakie składniki są dodawane do mieszanki. Aby zwiększyć gęstość betonu, można zastosować pucolanowy cement portlandzki, który pęcznieje, lub cement glinowy, który po zestaleniu nie tworzy pustych przestrzeni. Wpływ na ten parametr mają również dodatki plastyfikatorów, które często poprawiają właściwości już gotowej mieszanki. Jeśli skład cementu odpowiada GOST, to jego gęstość będzie znaną wartością.
Zajęcia
Obecnie istnieje kilka typów. Beton lekki to materiał, którego gęstość wynosi 500-1800 kg/m3. Do tej klasy należą: pianobeton, keramzyt, gazobeton, beton komórkowy, beton drzewny, perlit i beton wermikulitowy. W takiej mieszaninie nośność po zestaleniu jest raczej niewielka. Beton zwykły lub ciężki charakteryzuje się gęstością 1800-2500 kg/m3. Jako wypełniacz stosuje się tu kruszony kamień, żwir. Ten typ znajduje zastosowanie w budownictwie przemysłowym, co zapewnia zwiększona odporność na zużycie. Szczególnie ciężką klasą betonu jest materiał charakteryzujący się gęstością ponad 2500 kg/m3. Takie mieszanki są wykorzystywane do budowy elektrowni jądrowych, ponieważ posiadają właściwości ochrony przed promieniowaniem jonizującym.
Klasyfikacja betonu
To kolejna ważna cecha tego materiału. Wskaźnik wytrzymałości na ściskanie pokazuje odporność na ściskanie osiowe. Klasa betonu w odniesieniu do rozciągania pokazuje odporność na rozciąganie osiowe próbek kontrolnych. Wskaźnik mrozoodporności pokazuje liczbę cykli naprzemiennego rozmrażania i zamrażania. Klasa wodoodporności betonu wskazuje, przy jakim jednostronnym ciśnieniu hydraulicznym beton nie przepuszcza wody podczas standardowych testów.
Wnioski
Przy budowie obiektu w dowolnym celu właściwą decyzją byłby zakup gotowego betonu, wykonanego w pełnej zgodności z GOST, ponieważ jest to trudne do osiągnięciapożądany efekt, gdy robisz to samodzielnie i bez specjalnego sprzętu.
