Бетон и железобетон. Металл (часть 1)

Бетоном называют искусственный каменный материал, применяемый в строительстве и получаемый в результате затвердевания смеси из вяжущего вещества, песка, щебня или гравия после затворения водой или введения отвердителя. Прочность щебня или гравия должна быть не ниже прочности получаемого из него бетона. Наибольшее применение нашли бетоны на цементном вяжущем. Если в качестве вяжущего вещества применяют синтетическую смолу, то полученный бетон называют пластбетоном.
Песок (мелкий заполнитель) и щебень или гравий (крупный заполнитель) являются инертными добавками, которые наряду с сокращением расхода цемента обеспечивают высокую прочность и плотность бетона. Вяжущие, вода и отвердитель являются активными составляющими бетона и пластбетона.
Состав бетона выражается соотношением масс 1:А:Б, т. е. на одну часть цемента приходится А частей песка и Б частей гравия или щебня. Мелкий и крупный заполнители не должны быть загрязнены илистыми, землистыми и глинистыми примесями. Перед приготовлением бетона их следует промывать. Щебень применяют крупностью 50—60 мм, а кварцевый песок — с размером зерен 0,15—5 мм и без органических примесей. Вода для затворения бетона должна быть чистой и не содержать свободной окиси углерода или веществ, вредно влияющих на прочность цементного камня.
Бетоны по плотности разделяют на тяжелые и легкие. Для горной крепи применяют в основном тяжелые бетоны с плотностью 2200—2300 кг/м3. По расходу цемента на 1 м3 бетонной смеси различают жирные (более 250 кг/м3), средние (200—250 кг/м3) и тощие (менее 200 кг/м3) бетоны. Для горной крепи применяют жирные и средние бетоны.
По консистенции бетонные смеси разделяют на жесткие, пластичные и литые. Жесткие смеси содержат 6—6,5% воды (130—170 л/м3) от массы сухой смеси. При укладке они требуют вибрирования или трамбования. Пластичные бетоны содержат 6,5—8% воды (170—230 л на 1 м3) и хорошо укладываются при слабом трамбовании. В литых бетонах 8—12% воды (более 230 л/м3), они свободно растекаются и укладываются в опалубки. Для изготовления горной крепи применяют жесткий бетон. Пластичные бетоны чаще используют при возведении железобетонных конструкций, а литые — в случае применения бетоноукладчиков.
Отношение массы воды к массе цемента в бетонной смеси называют водоцементным отношением (В/Ц). Для жестких бетонов В/Ц=0,3÷0,4. Для горной крепи наиболее часто применяют бетоны составов (1:А:Б) 1:2:3; 1:3:5; 1:4:6. Для получения 1 м3 бетона состава 1:А:Б количество составных частей (Ц — цемент, П — песок, и Щ — щебень или гравий) определяют по формулам:

где β=0,6 — коэффициент выхода бетона; ρц=1300 кг/м3 — плотность цемента; Ц измеряется в кг, Я и Щ — в м3.
Для изготовления бетонных крепей применяют бетоны марок от М150 до М500. Прочность бетона зависит от марки цемента и водоцементного отношения В/Ц. Эта зависимость ориентировочно может быть выражена формулой

где R28 — прочность бетона по истечении 28 дней, Па; Rц — марка цемента; Ц/В — водоцементное отношение.

---