Камень, глина и фантазия

Сегодня цемент изготовляют путем обжига до спекания как природного сырья, так и искусственной сырьевой массы. Искусственная смесь должна содержать примерно 3 части известняка и 1 часть глины или других пород, близких по химическому составу к глине. После обжига смеси получают спекшийся клинкер в виде темно-серых комочков размером с орех. Клинкер измельчают в порошок. Чтобы улучшить качество цемента, при помоле вводят гидравлические добавки гипса, диатомита, опоки и др. Прочность цемента во многом влияет на прочность бетона, поскольку цемент обеспечивает силу сцепления между заполнителем и арматурой. Сегодня цементная промышленность выпускает около 50 видов цементов, которые позволяют получать бетоны с различными заданными свойствами. Но на свойства и качество бетона влияют также и другие составляющие: гравий или щебень, песок и вода. Крупные заполнители — гравий и щебень образуют скелет бетона, и от них зависит прочность искусственного камня. Гладко окатанные обломки горных пород — гравий — хуже сцепляются с цементом, чем щебень. Поэтому последний считается лучшим заполнителем. Его получают дроблением природных камней на куски размером от 5 до 70 миллиметров. Щебень имеет неправильную форму и шероховатую поверхность, в результате сцепление с цементом крепче и бетон получается прочнее. Если применяется щебень из гранита, базальта, диорита, прочность искусственного камня будет достаточно высокой. Если взять щебень из туфа, пемзы, вулканических шлаков, прочность заметно снизится, но зато бетон станет много легче. А это очень важно, особенно там, где требуются легкие конструкции.

Мелкий заполнитель — песок также влияет на прочность бетона. В песке могут быть вредные для камня примеси: уголь, глина, пыль, слюда. Если такой песок не промыть, примеси могут не только снизить качество, но и привести к разрушению бетона. Особенно вредной примесью являются сульфаты и частицы гипса. Они под действием воды превращаются в жидкую белую слизь, вытекающую из бетона. Такой «больной» бетон не пригоден для строительства зданий и сооружений.

В давние времена качество песка определялось очень просто: песок не должен замутнять воды, пачкать рук, оставлять пыли на белом полотне. Хороший песок должен скрипеть между ладонями. Промывка песка не допускалась. В Москве это требование соблюдали, а в Петербурге песок промывали и, как показала практика, вполне успешно.

И наконец, вода. Для качества бетона вовсе не безразлично, какая вода применяется, поскольку кислоты, жиры и другие примеси, содержащиеся в воде, оказывают вредное влияние на процесс твердения бетона.

Итак, все компоненты искусственного камня нам известны. Их в определенной пропорции засыпают в бетономешалку, добавляют воду и тщательно перемешивают до получения однородной смеси, которую называют бетонной смесью, или тестом. В 1908 году впервые в России были утверждены «Технические условия для железобетонных сооружений», в которых определялось соотношение компонентов бетона. Он должен был состоять из 1 части цемента, 2 с половиной частей песку и 4 частей гравия или щебня. В настоящее время состав бетонной смеси тщательно рассчитывается, но в общем соотношение частей почти не изменилось.

Бетонную смесь, или бетонное тесто, назовут бетоном только после того, как оно затвердеет в камень, который со временем наберет прочность. Для этого тесто укладывают в формы и уплотняют, чтобы нигде не было пустот. Твердение смеси происходит как в естественных, так и в искусственно созданных темпера-турно-влажностных условиях. От метода приготовления, укладки, уплотнения смеси и условий, в которых происходит ее твердение, также зависит качество бетона.

В зависимости от того, где будет применяться бетон, при его создании используется определенная рецептура. Таким образом, можно получить бетоны обычные, применяемые для колонн, плит и других изделий. Увеличивая гидравлические добавки, можно получить бетон гидротехнический для строительства плотин, шлюзов, облицовки каналов. Бетон, изготовленный без крупного заполнителя, на одном лишь песке применяется для получения относительно нового вида железобетона — ар-моцемента. Он особенно хорош в тонкостенных конструкциях.

Для снижения веса бетонных конструкций широко используются промышленные отходы. В 1910 году в г. Каменске при строительстве театра в качестве легкого заполнителя был применен металлургический шлак. Шлакобетонные блоки и камни широко использовались в первые десятилетия советской власти при строительстве рабочих поселков. Из них также возводили промышленные и общественные здания.