Цемент
Цементы относятся к вяжущим материалам гидравлического затвердевания. Они обладают удивительным свойством превращаться из пылевой массы в каменный монолит. Если в сухой цемент добавить немного воды и путем размешивания получить тестообразную массу, то после испарения воды эта масса превращается в камень.
Современная промышленность производит разные виды цементов. Это портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности.
Самыми распространенными являются портландцементы. Производятся они методом помола клинкера. Сам же клинкер как сырье для получения портландцементов в чистом виде в природе не встречается. Его приходится производить из смеси различных минералов, содержащих в себе углекислый кальций. После спекания такой смеси при температуре 1 450 градусов по Цельсию получается материал, именуемый клинкером.
В процессе помола клинкера в него добавляется до 15 процентов гидравлических добавок или до 10 процентов кварцевого песка. Для того чтобы в последствии портландцемент не так быстро схватывался, в клинкерную массу добавляют до 3-х процентов двуводного гипса.
Готовый портландцемент представляет собой пудру серого или чуть зеленоватого цвета. Именно его чаще всего используют для производства цементных растворов и бетонов.
Вода
Для производства цементных растворов и бетонов не допускается использование технической и, тем более, загрязненной воды. Более того, вода должна быть очищена от взвесей, сульфатов, кислот жиров и сахара. Если использовать неочищенную воду, то свойства растворов и бетонов будут намного хуже, даже если пропорции компонентов соблюдены в точности.
Песок
При производстве тяжелых бетонов допускается использовать в качестве наполнителя природные пески с фракционностью от 0,14 до 5 мм. Их принято различать на речные, морские и карьерные пески. Песчинки морского и речного песка имеют вид почти правильного шара, поэтому они менее прочно сцепливаются с бетоном. Песчинки же карьерного песка имеют неправильную форму с острыми гранями. За счет этого сила сцепления с бетоном гораздо выше. Правда, карьерный песок в сравнении с морским или речным более загрязнен и требует к себе дополнительного просеивания и нередко промывки.
По фракционности пески принято различать на крупные, средние, мелкие и очень мелкие.
К сожалению, в песках всегда присутствуют вредные для производства бетона примеси. Это глинистые отложения, останки рыб или насекомых, растительная гниль, сера и сернокислые соединения. Каждая из этих примесей оказывает свое негативное воздействие на качество конечной продукции, то есть бетона или цементного раствора.
Так, глинистые и грязевые частицы увеличивают общую поверхность песчинок, а это вызывает необходимость использовать больше воды. Увы, но это еще не все. Глина и грязь по мере перемешивания компонентов вымывается с поверхности песчинок и равномерно распределятся по всей сырой бетонной массе. После застывания прочность такого бетона не будет соответствовать заявленной.
Такое же негативное воздействие на конечный продукт оказывают и примеси органического происхождения.
Сера и сернокислые соединения способны вызвать коррозию бетона.
Гравий
Гравием принято зазывать каменную крошку округлой формы диаметром от 5-ти до 70-ти мм. Такая порода возникла в процессе естественного разрушения горных массивов. На месте залежей гравия миллионы лет назад возвышались каменистые горы и скалы. Именно их остатки мы называем гравием. Округлым же гравий стал под воздействием ветров, дождей и подвижки почвы.
В зависимости от места добычи гравий различают на горный, речной и морской. В горном гравии содержатся те же примеси, что и в песке, а поверхность его менее слегка шероховатая. Речной и морской гравий в себе практически не содержит примесей, но зато его поверхность идеально гладкая. Это ослабевает его сцепление с цементно-песчаной массой. Крупный морской или речной гравий в процессе производства бетона допускается дробить.
Щебень
Этот материал искусственного происхождения. Получают его методом дробления каменных глыб. Фракционность щебня колеблется от 5-ти до 120-ти см.
Для гравия и щебня приняты нормы фракционности. Выглядит градация так: 5-10, 10 - 20, 20 - 40 и 40 -70 миллиметров в диаметре. В каждой фракции щебня или гравия должны присутствовать зерна разных размеров. То есть от самых маленьких до самых больших в конкретной фракции.
Химические добавки
Химические добавки используются для придания бетону или цементно-песчаному раствору заданных свойств при максимально возможном снижении количества цемента в общей массе. Также химические добавки могут использоваться для повышения подвижности бетонной массы, что способствует упрощению укладки массы в формы или опалубки. Химические добавки принято делить на:
- регулирующие свойства бетонной массы;
- пластифицирующие (улучшают подвижность бетонной массы);
- стабилизирующие (предотвращают расслоение бетонной массы);
- водоудерживающие (замедляют испарение воды из бетонной массы);
- регулирующие время схватывания и затвердевания бетонной массы;
- противоморозные (обеспечивают схватывание и застывание бетонной массы при небольших отрицательных температурах окружающего воздуха);
- регулирующие пористость и плотность бетонной массы;
- воздухововлекающие;
- газообразующие;
- пенообразующие;
- уплотняющие (способствуют быстрому удалению воздуха из бетонной смеси);
- гидрофобизирующие (повышают стойкость к деформации и агрессивной внешней среде);
- антикоррозийные (защищают арматуру от коррозии):
- красящие;
- противорадиационные;
- антибактериальные;
- электропроводящие;
- электроизоляционные.