I. Бетон как строительный материал

В структуре создаваемого в настоящее время в Республике Саха (Якутия) жилищного фонда увеличивается доля малоэтажного строительства. Эта тенденция сопровождается изменением баланса материальных ресурсов, потребляемых в строительстве. В частности, существенно повышается количество потребляемых в строительстве стеновых материалов для ограждающих конструкций. Это обусловлено тем, что при создании одинакового по планировке жилища потребность в стеновых материалах в малоэтажном строительстве даже без возведения подсобных строений возрастает до двух и более раз по сравнению с многоэтажным строительством.

В связи с этим особую актуальность приобретает проблема обеспечения строительства Якутии эффективными стеновыми материалами, получаемыми из экологически чистого местного сырья по ресурсосберегающим и энергосберегающим технологиям.

Представляют значительный интерес для малоэтажного строительства низкомарочные бетоны на основе гипсовых вяжущих веществ (ГВВ), производство которых можно организовать непосредственно вблизи месторождений гипсового камня (например в г.Олекминске, Сунтарском районе). Гипсовые материалы по теплозащитным, звукоизолирующим свойствам и огнестойкости превосходят аналогичные бетоны и материалы на портландцементе, а по декоративным и экологическим показателям они не имеют себе равных в строительстве.

Бетон - это искусственный каменный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего, заполнителя и воды. Наиболее распространены в строительной практике цементные бетоны, обладающие комплексом ценных технических свойств - способностью твердеть и наращивать прочность как на воздухе, так и в воде, стойкостью ко многим агрессивным воздействиям, пригодностью к изготовлению разнообразных по форме и назначению конструкций и сооружений. Достоинством бетонов является возможность применения в них до 85-90% от массы дешевых местных заполнителей.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют в требуемом направлении и другие свойства бетона.

Бетон и железобетон являются основными строительными материалами. Как показывают долгосрочные прогнозы, бетонные и железобетонные конструкции сохранят свое доминирующее значение и в будущем. В общей стоимости материальных ресурсов, стоимость бетонных и железобетонных конструкций составляет около 25%, в то время как на стальные конструкции расходуется немногим более 3%, а на продукцию лесной и деревообрабатывающей промышленности - 13,5%.

Бетоны классифицируют по различным признакам: плотности, крупности заполнителей и их содержанию в бетоне, виду вяжущего, назначению и т. д.

По плотности различают бетоны:

· особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м³;

· тяжелые - 1800-2500 кг/м³;

· легкие - 500-1800 кг/м³;

· особо легкие - менее 500 кг/м³.

Особо тяжелые бетоны приготавливают на тяжелых заполнителях - стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магне-титовый бетоны) или барите (баритовый бетон) и используют для специальных конструкций. В строительстве наиболее широко используют обычный тяжелый бетон с плотностью 2100-2500 кг/м³ на плотных заполнителях из горных пород (граните, известняке, диабазе и др.). Облегченный бетон с плотностью 1800-2000 кг/м получают на щебне из горных пород с плотностью 1600-1900 кг/м или без песка (цементное тесто и крупный заполнитель - такой бетон называют крупнопористым). Легкие бетоны производят на пористых заполнителях (керамзите, аглопорите, вспученном шлаке, пемзе, туфе и Др.). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны, которые получают вспучиванием смеси вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов (газобетон, пенобетон), и крупнопористый бетон на легких заполнителях. В ячеистых бетонах заполнителем по существу является воздух, находящийся в искусственно созданных ячейках.

В зависимости от области применения различают: обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, балок, перекрытий, мостовых конструкций и т. д.); гидротехнический (для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализа-ционных сооружений и т. п.); бетон для ограждающих конструкций {легкий бетон для стен зданий); бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий; бетоны специального назначения, например жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты и др.

Получить бетон, удовлетворяющий всем поставленным требованиям, можно при правильном проектировании состава бетона, надлежащем приготовлении, укладке и уплотнении бетонной смеси, а также при необходимом выдерживании бетона в начальный период его твердения.

Бетон как строительный материал имеет ряд положительных особенностей и, прежде всего, высокое сопротивление сжимающим нагрузкам. Однако применение его в несущих конструкциях ограничено сравнительно низкой прочностью при растягивающих напряжениях. Прочность бетона при растяжении примерно в 10-15 раз меньше прочности при сжатии. Устранение этого недостатка и значительное расширение возможностей бетона как конструктивного материала достигается армированием его стальной арматурой.

Бетон в соединении с металлом - железобетон обладает высокой прочностью при сжатии, растяжении и изгибе. Имея примерно одинаковый со сталью коэффициент линейного расширения, бетон прочно сцепляется с арматурой, надежно защищает ее от коррозии. В настоящее время железобетонные конструкции широко применяют для покрытий, перекрытий и стен промышленных, жилых и общественных зданий, в несущих каркасах зданий, а также в инженерных сооружениях, в транспортном, мелиоративном и гидротехническом строительстве. Железобетонные изделия классифицируют по способу армирования (ненапряженные и предварительно напряженные), конструктивному решению (одно- и многослойные, цельные или составные и т. д.), типоразмерам, назначению.

По способу производства железобетонные конструкции бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Монолитные конструкции возводят в опалубке непосредственно при строительстве сооружений, а сборные монтируют из элементов, предварительно изготовленных на заводах или полигонах. Сборный железобетон - главный конструктивный материал в современном строительстве. Применение его позволяет вести монтаж зданий и сооружений скоростными, индустриальными методами, экономить металл, древесину и другие материалы.