Историческая справка.
При
возведении массивных сооружений и таких конструкций, как своды, купола,
триумфальные арки, ещё древние римляне использовали Б. и в качестве вяжущих
материалов применяли глину, гипс, известь, асфальт. С падением Римской
империи применение Б. прекратилось и возобновилось лишь в 18 в. в западноевроп.
странах.
Развитие и совершенствование технологии
Б. связано с произ-вом цемента, к-рый появился в России в нач. 18
в. По архивным свидетельствам на строительстве Ладожского канала в 1728-29
был использован цемент, изготовленный на цементном з-де, существовавшем
в Конорском у. Петербургской губ. В 1824 Дж. Аспдин получил в Англии патент
на способ изготовления гидравлич. цемента. Первый цементный з-д во Франции
был открыт в 1840, в Германии - в 1855, в США - в 1871. Распространению
Б. способствовало изобретение в 19 в. железобетона.
Широкое применение Б. в СССР было
подготовлено трудами рус. учёных Н. А. Белелюбского, А. Р. Шуляченко
и И. Г. Малюги, разработавших совместно в 1881 первые нормы на портландцемент.
В
1890 И. Самович опубликовал результаты испытаний прочности растворов с
различным содержанием цемента и предложил составы бетонной смеси для получения
Б. наибольшей плотности. Проф. И. Г. Малюга в 1895 установил качественную
зависимость между прочностью Б. и процентным содержанием воды в массе цемента
и заполнителей. В работе амер. учёного Д. Абрамса, опубликованной в США
в 1918, были даны подробные гра-фич. зависимости прочности Б. от водо-цементного
отношения и подвижности бетонной смеси, от состава Б., крупности заполнителей
и водо-цементного отношения. Науч. основы проектирования состава Б. с учётом
его прочности и подвижности бетонной смеси были развиты сов. учёным Н.
М. Беляевым.
Представления о зависимости прочности Б. от водо-цементного
отношения радикально не изменялись в течение длительного времени. Швейц.
учёный Боломе упростил практич. применение этой сложной (ги-перболич.)
зависимости путём перехода к линейной зависимости прочности Б. от обратной
величины - цементно-вод-ного отношения. В течение ряда лет эта зависимость
применялась на практике. В 1965 сов. учёным проф. Б. Г.
Скрамтаевым
совместно
с др. исследователями было установлено, что линейная зависимость справедлива
лишь в определённом диапазоне изменения цементно-водного отношения.
Классификация и области применения
бетона. Б. классифицируют по виду применяемого вяжущего: Б. на неорганич.
вяжущих (цементные Б., гипсобетоны, силикатные бетоны, кислотоупорные
Б., жаростойкие бетоны и др. специальные Б.) и Б. на органич. вяжущих
{асфальтобетоны,
пластбетоны).
Цементные Б. в зависимости от объёмной
массы (в кг/м3) подразделяются на особо тяжёлые (более
2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие
(менее 500).
Особо тяжёлые бетоны предназначены
для спец. защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются
преим. на портландце-ментах и природных или искусств. заполнителях (магнетит,
лимонит. барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных
свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые Б. обычно вводят добавку
карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы - водород, литий,
кадмий.
Наиболее распространены тяжёлые бетоны,
применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях пром. и гражд. зданий,
в гидротехнич. сооружениях (см. Гидротехнический бетон), на строительстве
каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехнич.
строительстве приобретает стойкость Б., подвергающихся воздействию морских
и пресных вод и атмосферы. К заполнителям для тяжёлых Б. предъявляются
спец. требования по гранулометрич. составу и чистоте. Суровые климатич.
условия ряда районов Сов. Союза привели к необходимости разработки и внедрения
методов зимнего бетонирования. В районах с умеренным климатом большое значение
имеют процессы ускорения твердения Б., что достигается применением быстро-твердеющих
цементов, тепловой обработкой (электропрогрев, пропаривание, автоклавная
обработка), введением хим. добавок и др. способами. К тяжёлым Б. относится
также силикатный Б., в к-ром вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное
положение между тяжёлыми и лёгкими Б. занимает крупнопористый (беспесчаный)
бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным
при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.
Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлич.
вяжущем и пористых искусств, или природных заполнителях. Существует много
разновидностей лёгкого Б.; они названы в зависимости от вида применённого
заполнителя - вер-микулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон,
туфобетон и др.
По структуре и степени заполнения
межзернового пространства цементным камнем лёгкие Б. подразделяются на
обычные лёгкие Б. (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные
лёгкие Б. (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые
лёгкие Б., изготовляемые без мелкого заполнителя, и лёгкие Б. с цементным
камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей. По виду вяжущего
лёгкие Б. на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые
, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких
Б.- наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность
и малый вес. Высокопрочный лёгкий Б. используется в несущих конструкциях
пром. и гражд. зданий (в целях уменьшения их собств. веса). К лёгким Б.
относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые
бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По
способу образования пористой структуры ячеистые Б. разделяются на газобетоны
и
пенобетоны,
по
виду вяжущего - на газо- и пено-бетоны, получаемые с применением портландцемента
или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе
извести; газо- и пеношлакобето-ны с применением молотых доменных шлаков.
При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые Б. называются газо-
и пенозолобетонами, газо- и пенозо-лосиликатами, газо- и пеношлакозолобе-тонами.
Особо лёгкие бетоны применяют гл.
обр. как теплоизоляционные материалы.
Области применения Б. в совр. строительстве
постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных
Б. (тяжёлых и лёгких), а также Б. с заданными физико-технич. свойствами:
малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью,
теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных
воздействий. Для достижения этого потребуется проведение широкого круга
исследований, предусматривающих разработку важнейших теоретич. вопросов
технологии тяжёлых, лёгких и ячеистых Б.: макро- и микроструктурной теорий
прочности Б. с учётом внутр. напряжений и микротрещинообразова-ния, теорий
кратковременных и длительных деформаций Б. и др.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я