Бетон

Бетон. Бетонні конструкції на Форумах у Римі, Італія. Фото В. Вечерського
Бетонна конструкція купола Пантеона в Римі, Італія. Фото В. Вечерського
Залізобетонний арковий міст Джурджевича через каньйон р. Тара у Чорногорії.
Фото В. Вечерського
Бетонний декор фасаду Караїмської тераси у м. Києві, Україна. Фото В. Вечерського

Бето́н (фр. bеton від лат. bitumenбітум, гірська смола) — штучний кам’яний будівельний матеріал, що одержують після формування і твердіння ущільненої суміші в’яжучої речовини (з водою або без неї), заповнювачів та (в разі потреби) спеціальних домішок.

Історична довідка

Бетон уперше почали широко застосовувати в будівництві у Стародавньому Римі, де його робили із замішаної на воді суміші гашеного вапна, пуцолана (вулканічний попіл, поклади якого розробляли в околицях м. Путеолі, тепер м. Поццуолі, регіон Кампанія, Італія), гальки, щебеню та органічних домішок (яєць тощо). Після твердіння матеріал набував міцності. Римляни також володіли технологією гідротехнічного бетону, споруджували з нього підводні й надводні споруди портів (порт у м. Остія, тепер у складі м. Рима, Італія). Виготовлення римського бетону потребувало значної кількості робочої сили (рабів та полонених).

Після падіння Римської імперії технологію виготовлення бетону було втрачено. В Європі бетон уперше експериментально застосував 1756–1759 інженер Дж. Смітон (1724–1792; Англія) під час будівництва Еддістонського маяка (графство Девон, Англія).

1824 Дж. Аспдін (1778–1855; Англія) винайшов і запатентував першу гідравлічну в’яжучу речовину для виготовлення бетону — портландцемент. Уперше такий бетон широко застосували 1867 у будівництві підвальних поверхів головної споруди Всесвітньої виставки у м. Парижі, Франція. Міцність бетону на розтягнення і вигин у 10–20 разів нижча за його міцність на стиснення. Відтак вироби з бетону почали армувати (див. Армування) матеріалами, що мають високу міцність на розтягнення, наприклад, сталевою арматурою. Так, 1868 садівник Ж. Моньє (1823–1906; Франція) винайшов і запатентував новий конструкційний матеріал — залізобетон. Останній почали широко застосовувати в будівництві з 1890-х у Франції та США, згодом — в усьому світі. В Україні бетон використовують з кінця 19 ст.

Різновиди

Бетон розрізняють за призначенням:

  • загальнобудівне (конструкційний, конструкційно-теплоізоляційний і теплоізоляційний);
  • спеціальне (захисний включно з гідратним, гідротехнічний, шляховий включно з аеродромним, хімічностійкий, кислототривкий, вогнетривкий, декоративний).

У процесі виготовлення бетону як в’яжучу речовину використовують цемент, гіпс, вапно, бітум тощо. Залежно від виду в’яжучого розрізняють бетон цементний (найпоширеніший), силікатний, гіпсобетон, асфальтобетон, цементно-полімерний, полімербетон та ін. Як заповнювач використовують природні камені — граніт, пісковик, туф, пемзу, вулканічні шлаки і штучні матеріали — керамзит, перліт, доменні й котельні шлаки [див. Шлак (металургія)] тощо.

За крупністю заповнювача розрізняють бетони дрібно- і крупнозернисті, крупнопористі (безпіщані) і ніздрюваті (без заповнювача).

За щільністю та об’ємною масою бетони поділяють на

  • особливо важкі (понад 2 500 кг/м3),
  • важкі (2 200–2 400 кг/м3),
  • полегшені (1 800–2 200 кг/м3),
  • легкі (500–1 800 кг/м3);
  • особливо легкі (менше 500 кг/м3).

За структурою є бетони щільні й пористі.

До пористих належать:

  • бетон великопористий;
  • бетон злитний (із пористими заповнювачами та щільною розчинною частиною);
  • бетон поризований ніздрюватий (зі щільними або пористими заповнювачами та поризованою розчинною частиною).

Найпоширенішим є бетон важкий. В’яжуча речовина — портландцемент і його різновиди. Заповнювачі — гравій, щебінь із щільних вулканічних або осадових гірських порід (граніт, пісковик тощо) і кварцевий (рідше вапняний) пісок. Має щільну структуру та велику міцність на стиснення. Застосовують важкий бетон для монолітних і збірних тримальних конструкцій. Різновидом є гідротехнічний бетон для зведення споруд або їхніх частин, що постійно або періодично омиваються водою. Його компоненти — портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий портландцемент із заповнювачами (щебенем, гравієм або галькою).

До важкого бетону належить і кислототривкий бетон, компонентами якого є: в’яжуча речовина — кислототривкий кварцовий кремнефтористий цемент (суміш тонкоподрібненого кварцового піску і кремнефтористого натрію); заповнювачі — щебінь і пісок із хімічно стійких порід (андезиту, базальту, бештауніту тощо).

Бетон легкий виготовляють на цементі або іншій (гіпс) в’яжучій речовині з пористими штучними або природними заповнювачами. Має щільну або пористу структуру. Звичайно називають за видом заповнювача: керамзитобетон, шлакобетон, перлітобетон, вермикулітобетон, пемзобетон, шлакопемзобетон тощо. Відносно невелика маса і мала теплопровідність визначають використання його не тільки в тримальних, але і в огороджувальних конструкціях будинків, а також як тепло- і звукоізоляційного матеріалу.

Бетон ніздрюватий — легкий високопористий бетон із рівномірно розподіленими замкненими або відкритими повітряними чарунками діаметром до 3 мм, які займають до 60—80 % усього об’єму матеріалу. Одержують унаслідок тверднення суміші в’яжучої речовини (цемент, вапно, мелені гранульовані шлаки) і кремнезему або золи-виносу з водою та газоутворюючими домішками чи піною, заздалегідь приготовленою із спеціальних речовин — піноутворювачів.

Залежно від методу пороутвороння розрізняють газобетон і пінобетон, за умовами тверднення — автоклавний (див. Автоклавні матеріали) і такий, що твердне у звичайних умовах. Зменшена щільність дозволяє ефективно використовувати його в огороджувальних конструкціях, а також як конструктивно-ізоляційний і тепло- звукоізоляційний матеріал.

Бетон силікатний як різновид автоклавних матеріалів одержують термічним обробленням в автоклаві суміші вапняно-кремнеземистої в’яжучої речовини, заповнювачів і води. Використовують також вапняно-шлаковий, вапняно-пуцолановий, вапняно-зольний цементи, нефеліновий цемент та ін.

Бетон вогнетривкий призначений для експлуатації в умовах підвищених температур. За гранично допустимою температурою застосування його поділяють на класи 3 (300 °С) і 6–18 (600 — понад 1 700 °С); за об’ємною масою — на особливо важкий, важкий, полегшений і легкий. В’яжучими є: портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистий, високоглиноземистий і периклазовий цементи, рідке скло і хімічні в’яжучі (наприклад, фосфатні). До складу в’яжучого в разі потреби вводять тонкомелені домішки. Заповнювачами служать матеріали, одержані випалом вогнетривких глин, каолінів і спеціальних сумішей, подрібнені гірські щільні й пористі породи, відходи промислового виробництва, уламки випалених вогнетривких виробів, аглопорит, керамзит, спучені перліт і вермикуліт тощо. Вогнетривкий бетон застосовують для спорудження теплових агрегатів, фундаментів промислових печей.

Значення

Бетон застосовують у будівництві для виготовлення (на спеціальних заводах і безпосередньо на будівельних майданчиках) монолітних, збірних та збірно-монолітних опорних і огороджувальних конструкцій. Пластичність незатверділої бетонної суміші дозволяє надавати виробам з бетону будь-яку форму, їхній поверхні — різноманітну рельєфну фактуру, якої можна досягати також механічним обробленням затверділого бетону.

Література

  1. Гидион З. Железобетон и его влияние на архітектуру // Пространство, время, архитектура / Пер. с нем. Москва : Стройиздат, 1984. С. 200–205.
  2. Мардер А. П., Євреїнов Ю. М., Пламеницька О. А. та ін. Архітектура: короткий словник-довідник. Київ : Будівельник, 1995. С. 48–49.
  3. Тимофієнко В. Архітектура і монументальне мистецтво: терміни і поняття. Київ : Інститут проблем сучасного мистецтва ; Головкиївархітектура, 2002. С. 61.
  4. Клименюк Т., Проскуряков В., Ковальчук Х. Ілюстрований словник архітектурних термінів. 3-тє вид., допов. і перероб. Львів : Львівська політехніка, 2019. С. 59.

В. В. Вечерський


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Вечерський В. В. Бетон // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Бетон (дата звернення: 28.09.2021).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
09.02.2021

Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ