Файл: Строительные материалы_ Краткий курс_ Н_А_ Машкин, О_А_ Игнатова(1).pdf

58 

гипс (диатомит, трепел, опока) или (пемза, туф, топливная зола). 
Активный кремнезем добавок связывает Са(ОН)

2

:  

Са(ОН)

2

 + SiO

2

 + mH

2

O = CaO 

.

 SiO

2

.

 nH

2

O. 

                                  активный              гидросиликат кальция 

Добавок  –  от  20  до  40 %.  М300,  400,  500.  Высокая  водо-

стойкость,  стойкость  к  сульфатной  коррозии,  малая  стоимость. 
Применяется для подводных бетонных конструкций. На воздухе 
происходит большая усадка; малая морозостойкость. Не приме-
няется при зимнем бетонировании (малое тепловыделение, мед-
ленное твердение).  

6. Шлакопортландцемент (ШПЦ) дешевле портландцемен-

та на 20 %. Получают совместным помолом клинкера со шлаком 
(доменным)  и  гипсом.  Шлака  –  21

–

80 %.  Состав  шлаков  напо-

минает  клинкер:  CaO,  SiO

2

,  Al

2

O

3

,  MgO.  Модуль  основности 

шлака  М

о

  =  (CaO  +  MgO)  /  (SiO

2

  +  Al

2

O

3

).  М

о

    1 

–

  основные 

(более активные); М

о

   1 

–

 кислые.  

При  получении  производят  грануляцию  шлака  охлаждени-

ем водой (распадается на зерна). Нет кристаллов 

–

 стеклообраз-

ное состояние. ШПЦ имеет умеренную водопотребность, более 
морозостоек и воздухостоек, чем пуццолановый; стоек в мягких 
и сульфатных водах (мало Са(ОН)

2

). Рекомендуется пропарива-

ние.  Недостаток  (относительный) 

–

  медленное  твердение.  При-

меняется в наземном, подземном, подводном строительстве. 

7.  Глиноземистый  цемент:  СаО 

–

  44

–

55 %,  SiO

2

–

  5

–

10 %, 

Al

2

O

3

–

 35

–

40 %. Основной минерал – CaO Al

2

O

3

 [(CA)]. Сырье – 

известняк  и  боксит  (Al

2

O

3

.

 nH

2

O).  Температура  обжига  1300

–

1400

ºС

. 

Трудно размалывается клинкер, сырье дорогое. Извест-

на технология производства глиноземистого шлака в доменном 
производстве. Твердение: 

2 (CaO  

.

 Al

2

O

3

) + 11 Н

2

О = 2 CaO  

.

 Al

2

O

3

.

  8 Н

2

О + 2Al (ОН)

3

. 

двухкальциевый гидроалюминат 

Свойства:  1)  быстрое  нарастание  прочности (через  1  сут  – 

более 50 % прочности, 3 сут 

–

 100 %); начало схватывания после 

30 мин, конец – не более чем через 12 ч;  2) большое тепловыде-

59 

ление  при  схватывании  (при  разогреве  до  25

–

30 %  начинается 

переход  двухкальциевого  гидроалюмината  в  трехкальциевый 
гидроалюминат с внутренним напряжением и снижением проч-
ности в 2

–

3 раза); нельзя пропаривать и применять для массив-

ных конструкций; 3) высокая прочность и стойкость к агрессив-
ным средам за счет отсутствия Са(ОН)

2

.  

Марки 400, 500, 600. Применяют для аварийных работ; для 

конструкций,  работающих  в  агрессивных  средах;  работ  в  зим-
них условиях; уплотнения скважин в нефтедобыче. 

8. Расширяющийся  цемент.  Известны  разные  составы. 

Смешивают: глиноземистый цемент – 3,5 части, гипс 

–

 1 часть, 

гидроалюминат  кальция  (молотый) 

–

  0,5  части.  Быстросхваты-

вающийся  и  быстротвердеющий.  Получают  бетоны,  непрони-
цаемые  для  воды,  бензина,  керосина.  Применяют  для  заделки 
стыков в метро, при авариях и т.д. 

9. Напрягающий цемент: портландцемент 

–

 70 %, глинозе-

мистый  цемент 

–

  20 %,  гипс 

–

  10 %.  Удельная  поверхность  – 

4000

–

5000  см

2

/г.  После  схватывания  и  набора  некоторой  проч-

ности расширяется, напрягая арматуру. Энергия самонапряже-
ния: НЦ-2 (2 МПа), НЦ-4 (4 МПа), НЦ-6 (6 МПа). Начало схва-
тывания  –  не  более  30  мин,  конец  –  не  более  4  ч.  Через  
1 сут 

–

 15 МПа, 28 сут 

–

 50 МПа. Свойства: трещиностойкость, 

водонепроницаемость,  газонепроницаемость.  Применяют  для 
хранилищ  бензина,  подводных  и  подземных  напорных  соору-
жений. 

3.4.3. Вяжущие вещества автоклавного твердения 

Условия  твердения  –  среда  насыщенного  водяного  пара. 

Температура  175

–

200

°С,  давление  0,9

–

1,3  МПа.  В  состав  авто-

клавных вяжущих входят различные виды SiO

2

 и СаО. 

1.  Силикатные:  известь  (гашеная  или  молотая  кипелка)  + 

кварцевый песок.  

60 

При  автоклавной  обработке  образуются  гидросиликаты 

кальция: СаО + SiO

2

 + mH

2

O = CaO 

.

 SiO

2

.

 nH

2

O, чаще всего со-

става 5СаО 

.

 6SiO

2

.

 nH

2

O, где n = 3

–

10,5.  

2.  Шлаковые.  В  качестве  кремнеземистого  компонента 

–

молотые металлургические и топливные шлаки. 

3. Зольные – на основе каменноугольной золы от сжигания 

угля (кремнеземистый компонент), сланцев или высококальцие-
вой золы (известковый компонент). 

4.  На  основе  отходов  химической  (нефелиновый  шлам)  и 

горнодобывающей промышленностей. 

Область  применения:  газо-,  пеносиликаты,  силикатные 

плотные  материалы  (тяжелый  силикатный  бетон,  силикатный 
кирпич). 

61 

4. БЕТОНЫ 

4.1. Общие сведения и классификация бетонов 

  
Бетон 

–

  искусственный  каменный  материал,  полученный  в 

результате  затвердевания  тщательно  подобранной  смеси  вяжу-
щего,  воды,  мелкого  и  крупного  заполнителей,  а  также  специ-
альных добавок. Вяжущие и вода образуют  цементный камень. 
Заполнители 

–

  инертные  (песок,  щебень,  гравий),  составляют 

скелет  бетона,  уменьшают  его  усадку.  Легкие  заполнители 
уменьшают  плотность  и  теплопроводность.  Заполнителями  яв-
ляются щебень из местных горных пород, отходы производства 
(шлак); занимают 80

–

85 % объема бетона. В зависимости от ви-

да заполнителей можно получать бетоны разной прочности, лег-
кие,  жароупорные  и  др.  Кроме  того,  заполнители  снижают 
стоимость бетона. 

Состав  бетонной  смеси  подбирают  таким  образом,  чтобы 

при данных условиях твердения бетон обладал заданными свой-
ствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.). 
 

 
 
 
 
Рис. 4.1. Структура бетона  
(частицы крупного и мелкого  

заполнителей – светлые,  

цементный камень – черный) 

 
Бетон известен давно. В Древнем Риме, например, из бетона 

на извести был построен ряд сложных инженерных сооружений. 
Существует  мнение,  что  блоки  внутренней  части  египетских 
пирамид  также  были  изготовлены  из  бетона,  вяжущим  в  кото-
ром служила известь. Широкое применение бетона началось по-
сле  освоения  промышленного  производства  портландцемента. 

62 

Современное строительство немыслимо без бетона – он стал ос-
новным  строительным  материалом,  что  объясняется  его  эконо-
мичностью, технологичностью и доступностью основных сырь-
евых материалов. 

Классификация бетонов

Основные  признаки  классификации  бетонов:  1)  средняя 

плотность;  2)  вид  вяжущего;  3)  структура;  4)  вид  заполнителя; 
5) назначение. 

По средней плотности: 

–  особо тяжелые, более 2500 кг/м

3

(магнетит, барит, чугунный скрап); 

–  тяжелые, 1800–2500 кг/м

3

; 

–  легкие, 500–800 кг/м

3

; 

–  особо легкие (теплоизоляционные),  

менее 500 кг/м

3

По виду вяжущего: 

–  цементные; 

–  силикатные (автоклавного твердения); 

–  гипсовые; 

–  асфальтобетоны; 

–  полимербетоны 

По структуре: 

–  плотные; 

–  поризованные  (в  цементном  камне 

есть поры); 

–  крупнопористые  (недостаток  цемент-

ного вяжущего); 

–  ячеистые (газо- и пенобетоны) 

По виду заполнителей: 

–  тяжелые (щебень); 
–  легкие пористые (керамзит); 
–  виде газа и пены 

По назначению: 

–  конструкционные; 

–  гидротехнический; 

–  для стен и легких перекрытий; 

–  дорожный (для дорог, аэродромов); 

–  специальный (химически стойкий, 

жаростойкий, декоративный, особо  
тяжелый, полимербетон)