Бетон – бог строительства
Бетон – строительный материал, входящий практически во все виды возводимых конструкций в жилищном и промышленном, гидротехническом, дорожном, мостовом, аэродромном и прочих типах строительства.
История изобретения бетона
История изобретения бетона связана с появлением цемента – вяжущего вещества. Это событие относят к 1824 году и связывают с фамилией Д. Асидно, строителя из города Портланд. Именно данный факт и дал название этому материалу – портландцемент. В период борьбы с космополитизмом в СССР это изобретение приписывали ученому Егору Челиеву, а сам материал называли силикатным цементом. Данное авторство и название в дальнейшем не привилось. Цемент в чистом виде не нашел самостоятельного применения, а основное его развитие связано с производством бетона и бетонных изделий. В течение последующих двухсот лет данный материал практически не изменял своего состава.
Состав бетона
Цемент – это гидравлическое вяжущее вещество, которое твердеет при соединении с водой. Цемент производится из 75% известняка и 25% глины путем обжига во вращающихся печах при температуре 1450 градусов. Таким образом, получается вещество, называемое клинкер, к которому добавляется около 6% гипса.
Бетон получают путем смешивания цемента, воды, песка, щебня либо гравия. Например, для изготовления одного кубического метра бетона марки 200 требуется цемента марки 400–300 кг, воды – 180 литров, щебня или гравия – 0,9 кубических метров, песка – 0,45 кубических метров. Данное соотношение обеспечивает бетонной смеси необходимую технологичность и подвижность. Песок, щебень и гравий являются инертными материалами, не вступающими в химическую реакцию с цементом и обеспечивающими бетонной смеси соответствующую прочность и требуемую структуру.
Исходя из расчетной потребности материалов для приготовления одного кубического метра бетона, можно подсчитать необходимость количества каждого ингредиента. Например, на 0,2 кубического метра бетонной смеси уйдет 60 кг цемента, 0,2 кубометра щебня или гравия, 0,085 кубометра песка и 36 литров воды. Аналогично подсчитывается потребность материалов и для других объемов бетонной смеси.
Технология производства бетона
В промышленных условиях бетонная смесь изготавливается в бетономешалках емкостью 600-1200 литров путем тщательного перемешивания составляющих. Для коттеджного строительства могут быть использованы и небольшие передвижные бетоносмесители, выпускаемые промышленностью, что значительно экономичнее, чем получение бетонной смеси на заказ в крупных предприятиях.
Время схватывания бетонной смеси обычно варьируется в пределах от полутора до четырех часов, после чего наступает загустение. Применение воды для разжижения бетона недопустимо, так как приводит к значительной потере прочности. При небольшой потребности бетонная смесь может быть изготовлена на так называемом «бойке» - дощатом щите с непрерывным перемешиванием цемента, щебня и песка и постепенным подливанием воды.
Применение бетона в строительстве
Применение бетона в строительстве настолько распространено, что является неоспоримым фактом. За счет введения соответствующих добавок бетон применим и в агрессивной среде, например, в морской воде. Бетон и железобетон используется во всех видах промышленного, сельскохозяйственного, шахтного и гражданского строительства. С его помощью возводятся несущие и ограждающие конструкции, детали и элементы мостов, крепления шахтных выработок, свайные и шпунтовые опоры.
В жилищном строительстве железобетон используется для производства плит перекрытий, стеновых и кровельных конструкций. В промышленном строительстве – для изготовления колонн, балок, ферм, фундаментных блоков и прочих ответственных элементов.
Примечательно, что железобетон применяют не только в «стандартной» среде, но также и в судостроении. Так в предвоенные и военные годы в Англии строились железобетонные суда типа «Либерти», на которых в составе северных конвоев доставлялись в СССР грузы. И сегодня в морской отрасли с успехом эксплуатируются железобетонные дебаркадеры, плавучие и сухие доки, понтоны и даже яхты.
Перспективы развития применения бетона в строительстве
Благодаря развитию современных технологий производства бетонных и железобетонных конструкций становится возможным его применение для реконструкции устаревших зданий и сооружений. Например, это практикуется сегодня в горнорудной, машиностроительной, металлургической отраслях промышленности. Применяется бетон для замены старого жилищного фонда – пятиэтажных домов послевоенной постройки; строительства современных общественных зданий – больниц, отелей, школ и дошкольных учебных заведений, торговых центров и прочих необходимых в каждом городе объектов.
Для выполнения этих задач потребуется также и серьезная реконструкция строительной индустрии как поставщика бетонных и железобетонных конструкций для народного хозяйства и частного сектора.