Бетонът - качества, стандарти, нови приложения

Основните етапи при приготвянето на бетонната смес са два – дозировка и смесване на изходните материали. Точното дозиране е необходимо условие за получаване на бетон с определени показатели. То може да се извършва ръчно, полуавтоматично и автоматично,  както и със специализирани електронни устройства и програми за всеки вид и марка бетон.

Ключов момент в технологичния процес на производство на бетон е коригирането на водата и на масата на добавъчните материали (най-важен е пясъкът) при изменения на тяхната влажност. Основно изискване за получаване на качествен бетон е еднаквата консистенция на бетонната смес при отделните замеси. Неточността на дозирането влияе върху свойствата на бетона, а последствията са неблагоприятни, когато водят до увеличение на водоциментното отношение.



Бетонната смес се приготвя във вид на готова смес, полуготова смес и суха смес. Продължителността на забъркване на бетонната смес е от решаващо значение, за да се получи еднородна смес със съответните свойства. При земновлажни смеси и при смеси с по-малки количества цимент продължителността на размесване е по-дълга.



Полагането на бетонната смес се състои от поставянето ú в кофражната форма и последващото уплътняване на сместа. Бетонпомпи повишават производителността; съвместяват процесите на транспортиране и полагане на сместа и подаването й на значителни разстояния; осигуряват непрекъснатост и ритмичност на работата; намаляват времето за строителство и ръчния труд и др. За да функционира ефективно бетонпомпата, се изисква бетонната смес да има структура, която да гарантира нейната пластичност и хомогенност.



Поставената в кофража бетонна смес трябва да запълни целия обем на формата, поради което е нужно сместа да се уплътнява. Този процес е механизиран. Има няколко метода за уплътняване на бетона: трамбоване, вибриране, вибровакуумиране, центрофугиране, виброщамповане, вибронагнетяване и др. Условията за втвърдяване на бетона са наличие на благоприятна температура (около 20˚С) и на влага.

Обикновено в бетонната смес има повече вода, отколкото е необходима за пълната хидратация на цимента, но при експлоатационни условия голяма част от нея се изпарява. Ако водата се изпарява интензивно в ранни срокове, това води до пластично съсъхване на бетона, което се проявява с пукнатини. Това намалява сцеплението с армировката и влошава качеството на конструкциите и изделията. Предпазването от този нежелан процес се осигурява с мокри платна, рогозки. Поливането с вода през летния сезон може да доведе до голяма температурна разлика между нагретия и изстудения с вода бетон и да доведе до напукване.

Друг способ е нанасянето върху повърхността на бетона на филмообразуващи вещества, които възпрепятстват изпаряването на водата. В ранна възраст бетонът трябва да се предпазва от замърсяване с масла, емулсии и други химични продукти, както и механични въздействия като вибрации и трептения.



Важно за бетонните смеси условие е да се транспортират от мястото на приготвянето до мястото на полагането по начин, който осигурява запазването на първоначалния състав и хомогенността на сместа. Когато времето на транспортирането е дълъг, бетонната смес губи от своята подвижност, тъй като има процес на хидратация на цимента, поглъщане на вода от добавъчните материали, изпаряване на вода и др. По тази причина времето за транспортиране на смесите трябва да бъде до 45 минути при използване на автосамосвали и до 90 минути при автoбетоновози и автобетонобъркачки, а времето от забъркването на сместа до полагането й в конструкцията не може да бъде по-голямо от 2 часа. Ако се налага бетонната смес да се изсипва на строителната площадка преди полагането й в кофража, това трябва да се извършва в съдове с размери, осигуряващи дебелина на пласта изсипан бетон, не по-малка от 25 см, без да се допуска изтичане на циментното тесто.



Контрол на качеството на бетона; Оценка на якостта на бетона

Трябва да има съответствие между фактическите характеристики на готовата продукция и характеристиките, зададени по проекта. Ако качеството на бетона при производството на бетонни и стоманобетонни конструкции и изделия е различно от проектните, това може да е поради разлика в свойствата на изходните материали за направа на бетон (добавъчни материали и цимент), неточности при дозирането им, различия в условията на отлежаване и грижите за бетона, грешки на изпитателните машини и др. Качеството на бетонните и стоманобетонните конструкции и изделия е комплексен резултат от съвместната контролна дейност, извършвана в бетоновия завод и на строителната площадка.



За контрол на свойствата на бетона се използват статистически методи и елементи от теорията на вероятностите, чието прилагане е обосновано от влиянието на променливи величини и фактори върху свойствата на бетона. Прави се периодичен контрол на якостта на бетона за определен период от време и се получават множество резултати, формира се статистически ред и на тази база е създадена формула за контрол на якостта на бетона. Якостта на бетона се оценява въз основа на средноаритметичната стойност на единичните резултати за якостта, които са получени при изпитването на определен брой пробни тела. Почти винаги има отклонения от тази стойност, които се дължат на колебания в активността на цимента и неговия състав, на изменения в свойствата на добавъчните материали и неточности при дозирането им, различия в степента на уплътняване на бетонната смес и др.

  

Видим бетон

Повърхностите на бетонните и стоманобетонните конструкции често се оставят в експлоатационно състояние открити-видими, без допълнително обработване с мазилки и облицовки. Видимият бетон има носещи (конструктивни) и архитектурно-художествени функции (с видимата си повърхност). Видимият бетон е с гладка или релефна открита повърхност, обикновен или цветен, като по отношение на количественото му изпълнение има съответни изисквания за кофражната форма, неговия състав и технологията на изграждане му. Видимият бетон копира образа на кофражната форма и поради това се изисква кофражите да бъдат изработени точно и прецизно.

Кофражната обшивка за гладък бетон може да бъде от различен материал: иглолистни дъски; водоустойчив шперплат; шперплат със специално покритие; дървена обшивка с облицовка от изкуствени материали. Метална кофражна обшивка не е желателна, тъй като има опасност от ръждиво оцветяване.

Релефен видим бетон се получава чрез залепване към кофражните страници на съответните негативни форми – матраци от полирани и други изкуствени материали. Бетонната повърхност се оформя чрез отпечатъци с различен вид и дълбочина на релефа отпечатъци, които правят архитектурни ефекти.

  

Цветен видим бетон се получава, като се добавят пигменти в бетонната смес в количество 1–6 % от масата на цимента или с цветен портландцимент. Съставките се сместват с пигментите в сух вид, разбъркват се, а след това се добавя водата и бъркането продължава до еднородна смес. Цветният бетон е с по-ниска якост.

Фибробетонът е бетон с добавени фибри, които се разпределят равномерно в целия му обем. Фибрите подобряват експлоатационните характеристики на бетона, като увеличават неговата водонепропускливост, износоустойчивост, удароустйчивост и дълготрайност и разбира се най-важното – намаляват пукнатините от съсъхване. Те осигуряват така нареченото дисперсно армиране и това се извършва с добавянето на полипропиленови фибри към бетонната смес в процеса на приготвянето й или към готовия бетон, като във всички случаи трябва да се осигури достатъчно време за тяхното разпределение. Стандартната дозировка на полипропиленовите фибри е 0.9 кг на кубичен метър бетон. При ерозионен тест, проведен в лабораторни условия се доказва, че за 60 години блок фибробетон с дебелина от 10 мм губи само 1 мм от повърхността си. При пожар се запазва стабилността и целостта му, намаляват микро експлозиите, тъй като полипропиленът се разтапя при 160º и през образувалите се каналчета се евакуира парата от обема на бетона. 



Полипропиленовите фибри са 100% чиста хомополимерна, полипропиленова, едновлакнеста или разклонена структура. Те осигуряват дълготрайност и служат като армировка при съсъхването и намаляват образуващите се пукнатини при свиването. Полипропиленовите фибри са некорозивни, химически инертни и 100% устойчиви на алкали. Основното им приложение е като добавка към бетон за настилки, декоративни бетони, бетонни изделия, мазилки, замазки, автоалеи, подове на мазета и гаражи.

Бетон на бъдещето
С последни разработки в областта на строителните технологии учени и изобретатели се опитват да променят типичния скучен и мрачен градски пейзаж, като променят цвета на строителните материали, техните качества и свойства. В бъдеще цветът на новия бетон ще може да се контролира от компютър, да е прозрачен, ще се самопочиства и ще почиства въздуха в населеното място. Студенти от Кралския колеж по изкуство са изобретили бетон, който сменя цвета си след зададена команда от компютър. Тъй като едноцветните сгради са твърде скучни, те са открили технология, която позволява бетонът да променя не само цвета си, но и да показва рисунки и текст. Новият бетон ще е пригоден за външни и вътрешни стени, както и за всяка друга бетонна конструкция. Идеята за прозрачен бетон е на 27-годишния унгарски архитект Арон Лосонзи, който обединява голяма част от най-популярните в момента строителни материали с оптични влакна и създава бетон, който пропуска светлина. Този нов вид бетон ще направи интериора на жилищата лек и въздушен и ще създава илюзията, че стените практически не съществуват.

Шведският строителен гигант Skanska съвместно с финландски учени разработиха самопочистващ се бетон. Освен самите стени той ще почиства от замърсяване въздуха в населеното място и ще унищожава редица бактерии.