Крупный песок лучше мелкого, а песок с разными
зернами от крупных до умеренно мелких более предпочтителен, нежели
однородно крупный или однородно мелкий. Заполнители разделяют по
крупности зерен. Максимально допустимый размер зерна зависит от
рода работ. В тонких стенах, а также вблизи арматурных стержней
размер зерна должен быть небольшим, но в массивном бетоне допустимы
зерна размером до 15-20 см.
Вода
Вода для бетонной смеси должна быть чистой и несоленой.
Морская вода вызывает коррозию стали и поэтому не должна применяться
для изготовления железобетона. Вода служит смазкой между зернами
заполнителя, делая смесь пластичной и удобоукладываемой, а также
реагирует с портландцементом.
Состав бетонной
смеси
Прочность и другие желательные свойства бетона определяются
количеством воды в бетонной смеси. Чаще всего на мешок цемента массой
43 кг добавляется 15-23 л воды в зависимости от влажности используемого
песка и от требуемой прочности и стойкости бетона, причем меньшее
количество воды дает более прочный бетон.
Огнестойкость
Бетон - это материал с высокой огнестойкостью и
низкой теплопроводностью. Он особенно подходит для защиты стальных
конструкций, поскольку его коэффициент теплового расширения (около
0,00001 на 1° C для обычных смесей) почти такой же, как и у стали.
Испытания
бетона
Испытания на сжатие проводятся с цилиндрическими
образцами диаметром 15 см и высотой 30 см. Равномерно нагружаемый
цилиндр при разрушении обычно образует двойной конус с общей вершиной
в средней точке цилиндра. Прочность на сжатие имеет важное значение
при проектировании массивных сооружений. При проектировании дорожных
и защитных покрытий важна прочность на изгиб, которая определяется
путем нагружения модельных балок.
Торкрет-бетон
При помощи т.н. цемент-пушки раствор и бетонная
смесь разбрызгиваются под давлением сжатого воздуха на поверхность
конструкций и сооружений в виде торкрет-бетона. Цемент-пушка непрерывно
загружается сухой смесью песка и цемента; дальность подачи раствора
по горизонтали достигает 70 м. Торкрет-бетон отличается высокой
плотностью и водонепроницаемостью; он применяется при возведении
ответственных тонкостенных железобетонных конструкций, ремонте и
усилении конструкций, устройстве покрытий и водонепроницаемых обделок
(например, тоннелей).
Декоративный бетон
Для декоративной отделки в бетон вводят окрашивающий
заполнитель - молотый мрамор или молотое стекло.
Терраццо - это декоративный бетон
из цветных цементов и дробленого мрамора, формуемый на месте в стенах
и особенно в полу. Из декоративного бетона можно изготавливать облицовочные
детали любой формы и любых размеров, чем они выгодно отличаются
от изделий из керамики и естественного камня.
Бетон с воздухововлекающими добавками.
Вовлечение воздуха повышает долговечность бетона, в частности его
стойкость к замерзанию-оттаиванию и крошению. Это особенно важно
для дорожных покрытий и панельных конструкций, подвергающихся воздействию
неблагоприятных погодных условий. Промышленность выпускает много
различных воздухововлекающих добавок, а также воздухововлекающий
цемент.
Тяжелый бетон. Тяжелый бетон применяется
в качестве биологической защиты от гамма-излучения ядерных реакторов.
Из такого бетона выполняются, например, стены, окружающие активную
зону реактора. Для тяжелого бетона используются заполнители с высокой
относительной плотностью (вплоть до стальных отходов штамповки с
магнетитом) и цемент, не вовлекающий воздуха, причем обязательно
производится виброуплотнение бетонной смеси после укладки.
Специальные бетоны. Поскольку прочность
на растяжение обычного бетона значительно меньше, чем на сжатие,
разработан фибробетон - бетон с волокнистым заполнителем. При его
изготовлении в бетоносмеситель вводится стальное, углеродное, стеклянное,
асбестовое, полипропиленовое или бамбуковое волокно. Волокно повышает
прочность бетона на растяжение и на изгиб, а также ударную прочность.
К специальным бетонам относятся также бетоны, пропитываемые полимером
после удаления влаги (с последующим отверждением), получаемые добавлением
мономера или полимера в бетоносмеситель, и бетоны с полной заменой
цемента полимером. Они применяются для ямочного ремонта и нанесения
покрытий.
Предварительно напряженный железобетон.
В предварительно напряженном железобетоне растягивающие напряжения
от нагрузки устраняются путем предварительного создания напряжений
сжатия. При изготовлении железобетона прокладывается арматура из
стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается
механическим устройством и заливается бетонной смесью. После схватывания
сила предварительного натяжения освобожденной стальной проволоки
или троса передается окружающему бетону, так что он оказывается
сжатым. Предварительное напряжение железобетона может производиться
не только до, но и после схватывания бетонной смеси.