Бетон для железобетонных конструкций. Бетон как материал для железобетонных конструкций должен обладать необходимой прочностью, надежным сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для предохранения арматуры от коррозии и надлежащей удобоукладываемостью. Эти свойства бетона обеспечиваются выбором составляющих материалов (вяжущего, заполнителей и воды), назначением соответствующего водоцементного отношения (В/Ц). Прочность бетона зависит от водоцементного отношения, активности цемента, прочности заполнителей и характера их поверхности. Прочность, плотность и однородность бетона зависят от способа его приготовления, транспортирования, укладки и ухода. Вопросы выбора составляющих материалов, подбора состава и консистенции бетона рассматриваются в курсе «Строительные материалы», а вопросы приготовления, транспортирования, укладки бетонной смеси и ухода за бетоном во время его твердения — в курсе «Технология и организация строительного производства».

Структура бетона. Рациональное применение бетона для железобетонных конструкций требует знания его основных физико-механических свойств — прочности и деформатавности, на которые существенно влияет структура бетона. При перемешивании составляющих бетона (цемента, воды и заполнителей) цемент и вода образуют цементное тесто. Цементное тесто обволакивает зерна заполнителей и после укладки бетона в формы постепенно твердеет, превращаясь в цементный камень и образуя монолит. Твердение бетона (цементного теста) является весьма сложным процессом, протекающим различно в зависимости от вида цемента, соотношения между составляющими бетона температуры и влажности среды и, особенно,— от количества воды.

Дополнительная информация: современные бесшовные потолки славятся не только быстрым монтажом и малым скрадыванием пространства (высота помещения опускается всего на полтора сантиметра). На бесшовные натяжные потолки может наносится изображение высокого разрешения, что позволяет создавать невообразимые интерьеры с неповторимой атмосферой.

Количество воды, вступающее в химическое соединение с цементом, не превосходит 15—20% от веса цемента. Для получения бетона надлежащей удобоукладываемости количество воды для затворения бетона приходится брать с избытком из расчета В/Ц>0,2 (для жестких бетонов В/Ц = 0,3-7-0,4 и пластичных — В/Ц = 0,5-0,7). В процессе твердения бетона в образовавшемся цементном тесте происходит химическая реакция. Большая часть продуктов этой реакции переходит в коллоидное состояние, образуя студнеобразный цементный клей — гель, а меньшая часть продуктов реакции выделяется в виде кристаллов. Некоторые продукты гидратации цемента переходят из коллоидного состояния в кристаллическое, поглощая кристаллизационную воду. Кристаллообразования пронизывают массу геля и, срастаясь между собой, создают прочный скелет твердеющему цементному тесту. Оставшаяся свободная вода испаряется при высыхании бетона. Причем вода должна быть не речной, а заранее очищенной, на подобии той, благодаря которой функционирует гидрант пожарный.

С физической точки зрения бетон представляет собой не обычное твердое тело: он является капиллярно-пористым телом с неоднородной структурой, в массе которого одновременно присутствуют все три фазы — твердая, жидкая (вода) и газообразная (воздух). Цементный камень, который скрепляет бетон, также имеет неоднородную структуру и состоит из упругого кристаллического сростка и наполняющего его геля. Кристаллизация и уменьшение объема твердеющего геля изменяет свойства бетона во времени и оказывает существенное влияние на его прочность и деформативность. Внешняя нагрузка создает в неоднородном теле бетона сложное напряженное состояние. При сжатии образца бетона напряжения концентрируются на более жестких частицах, обладающих большим модулем упругости, вследствие чего по плоскостям соединения частиц возникают усилия, стремящиеся нарушить связь между ними.