Бетон представляет собой смешанный материал, состоящий из цемента, заполнителей (песок или щебень), воды. Также в зависимости того, какие свойства необходимы, в состав включают различные добавки. Основными связующими ингредиентами при изготовлении бетона являются жидкость и цемент. В зависимости от их соотношения получают материал конкретной марки. Так, чтобы произвести бетон М200, используют цемент М400 и условное соотношение 1:3:5:0,5.
Для получения бетона М350 при вышеописанном составе требуется цемент марки 500. Так называемое водоцементное соотношение (В/Ц) является главным параметром. Он особенно влияет на прочность. Меньшее значение данного значения говорит и о том, что материал имеет высокую прочность. Гидратация цемента достигается водоцементным соотношением, равным 0,2., но при этом показателе отмечается низкая пластичность. По данной причине принято использовать отношение воды к цементу, равное 0,3 – 0,5.
При дилетантском подходе зачастую совершают ошибку – добавляют большое количество воды. Это приводит к высокой подвижности и снижению прочности бетона. Главное технологическое требование гласит о придании материалу однородности. Дабы оценить данную характеристику конкретной марки прибегают к лабораторным исследованиям образцов. В испытательных условиях проверяют за определенный срок, как приобретают твердость эталонные кубики в схожих условиях. Прочность испытуемого изделия может колебаться в любую сторону: большую или меньшую. Значительное влияние на прочность оказывает количество вяжущего и различных заполнителей, соблюдение технологии, грамотный подбор ингредиентов т.д.
Прочность является основополагающим критерием. Схоже с каменным материалом природного происхождения, данный искусственный продукт хуже работает на растяжение, нежели сопротивляется сжатию. Данная причина сделала основным параметром предел прочности на сжатие. Материал приобретает достаточную прочность при протекании совместных химических и физических действий, наблюдающихся при смешивании жидкости (воды) и вяжущего (цемента). Данные процессы благоприятно проявляются при оптимальной погодных условиях. Жидкость и цемент прекращают свое взаимодействие, когда бетон под действием внешних факторов замерзает или становится сухим. Свойства материала ухудшаются, когда не соблюдается технология укладки или смесь бетона из-за климатических условий начинает заранее высыхать или замерзать.
Плотность выражается отношением массы материала к его объему. Она также оказывает большое значение на свойства конечного продукта. Высокая плотность указывает не только на больший вес, но и на более высокую прочность бетона. Пустоты образуются в процессе изготовления: когда избыточная вода, которая не вступила в контакт с цементом в период твердения, испаряется. Также поры могут проявить себя при низком содержании цемента или недостаточном перемешивании смеси.
Важнейшими критериями качества являются класс бетона и его марка. Эти параметры указывают инженеры в своих проектах, а профессионалы делают на него особый акцент в момент приобретения. Проектирование зданий и сооружений из бетона и железобетона сопровождается указанием марок по морозостойкости, водонепроницаемости и прочности. Проектная марка определяется сопротивлением сжатию кубиков определенного размера – образцов. Бывают случаи, когда наиболее важно сопротивление осевому растяжению – ее также определяют с помощью контрольных эталонов. Марка бетона по прочности обозначается буквой «М». Она имеет значения, кратные 50, в диапазоне от 100 до 500. Она зависит от содержания в смеси бетона цемента. Класс бетона записывается буквой «В» и значениями в основном диапазоне: 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 22.5, 25, 30, 35, 40.
Морозостойкость указывает на количество циклов замораживания-оттаивания, которое могут выдержать кубические образцы конкретных габаритов и при эксперименте не утратить прочность. Марка по морозостойкости записывается буквой «F», стоящей перед одной из цифр: 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500. За водонепроницаемость принимают способность бетона сопротивляться действию жидкости и при этом не разрушаться. Заглавная буква данной марки «W», за которой следует одна из цифр: 12, 6, 4, 2. Цифровой показатель указывает давление воды на цилиндрический образец, имеющий высоту 150 мм, который не пропускает жидкость в стандартных испытательных условиях.
Чтобы понять, насколько важен рассматриваемый материал в современной жизни, стоит обратиться к исторической справке. В качестве строительного материала бетон известен с давних времен. Это можно доказать на примере Древнего Египта и его уникальных пирамид. Существует теория, что блоки, из которых состоят ступени сооружений, изготавливались из монолита. Значит, уже в те времена было развито производство. Древняя Греция и Рим также демонстрируют своими величественными достопримечательностями то, что на нашем континенте было налажено производство бетона. Официальные источники указывают на то, что бетонную смесь, по качеству приближенную к нынешним показателям, начали производить в 1824 г. Именно в это время английский ученый Дж. Аспдин изобрел портландцемент, который стал впоследствии основой современного материала. Спустя некоторое время технология изготовления стала известна во многих странах, в том числе и России. В 30-е годы прошлого века многие инженеры, архитекторы и ученые публиковали работы о широких возможностях и актуальности бетона. В 20 веке стала интенсивно развиваться архитектура, благодаря появлению монолитного способа постройки зданий и сооружений. Повысило удобство применение специальных смесителей для перевозки смеси на значительные расстояния.
Каждый год заводы, производящие бетон, стремились улучшить качество продукции, увеличивая ее прочность. И если в середине прошлого века нормой считался показатель в 40 МПа, то в 90-е годы значение достигало более 130 МПа. Заводы-изготовители сделали настоящий прорыв, начав добавлять специальные модификаторы и добавки, расширяющие возможности и места применения бетона. На сегодняшний день можно добиться прочности, достигающей 800 МПа.
Современные модификаторы позволяют создать совершенно новый бетон последнего поколения. Благодаря органическим и минеральным составляющим достигаются повышенные эксплуатационные свойства. Так, добавленные в комплексе суперпластификатор и микрокремнезем придают конструкции повышенную прочность. Современную жизнь невозможно представить без такого строительного материала как бетон. Он окружает нас повсюду, принося пользу. Жилье, общественные здания, промышленные комплексы, памятники архитектуры – везде использован этот уникальный продукт. Разработчики постоянно работают над усовершенствованием его качеств, благодаря чему удачно воплощаются даже самые смелые инженерные задумки. Бетон позволяет архитекторам придумать не только типовые, но и необычные по своей форме сооружения. Строители хвалят данный материал за удобство в возведении зданий. Да и для всех людей он приносит эстетическую и практическую пользу.