Бетон — это искусственный камень получаемый в результате затвердевания бетонной смеси, который используется в строительстве и архитектуре.

Бетонная смесь — это рационально подобранная смесь состоящая из крупного, мелкого заполнителя (песок, щебень), цемента, воды и при необходимости химических добавок. 

Состав бетона
Цемент: 
Это основа бетона. Он является связывающим компонентом, который при смешивании с водой образует пасту. Наиболее распространенным является портландцемент.
Вода:
Участвует в гидратации цемента и является необходимой для образования прочной структуры бетона. Важно соблюдение соотношения цемента и воды для обеспечения нужной прочности.

Заполнители:
Они составляют основную массу бетона. Заполнители бывают двух типов:
Крупные заполнители: щебень, гравий или крупные камни. Обычно их размер составляет от 5 мм до 40 мм.
Мелкие заполнители: песок, который помогает заполнить пустоту между крупными заполнителями.

Добавки:
Эти материалы добавляются в бетон для изменения его характеристик. Они могут включать:
Пластификаторы — уменьшают количество воды
Ускорители твердения — сокращают время схватывания
Замедлители — продлевают время затвердевания бетона
Добавки для повышения морозостойкости и водонепроницаемости

Свойства бетона
Прочность:
Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но непрочен на растяжение. Этот факт делает важным использование арматуры для повышения прочности конструкций.
Морозостойкость:
Способность бетона сохранять свои характеристики при циклическом замораживании и оттаивании.
Водонепроницаемость:
Это свойство зависит от соотношения воды и цемента, а также от типа и количества заполнителей.
Устойчивость к воздействию химических веществ:
Разные виды бетона имеют различную устойчивость к щелочам, кислотам и другим химическим влияниям.
Плотность:
Бетон может иметь различные плотности в зависимости от типа заполнителей. Существуют легкие бетоны, имеющие меньшее количество заполнителей, и тяжелые бетоны,
содержащие более плотные заполнители.

Виды бетона
Обычный бетон:
Используется в большинстве строительных работ. Обычно составляется из портландцемента, песка, щебня и воды.
Сверхлёгкий бетон:
По сравнению с обычным бетоном, использующим песок и гравий или щебень, в сверхлёгком применяются: пенополистирол, керамзит, перлит и вермикулит.
Легкий бетон:
Содержит легкие заполнители, такие как перлит или керамзит, и имеет меньший вес. Обычно применяется для теплоизоляции.
Тяжелый бетон:
Содержит плотные заполнители, такие как барит или свинцовые руды, и используется в строительстве конструкций, требующих высокой защиты от радиации.
Сверхтяжёлый бетон:
Характеризуется высокой плотностью, что достигается за счет использования тяжёлых заполнителей. Основой служит не обычный щебень, а материалы с высокой плотностью: барит, магнетит, чугунная дробь.
Армированный бетон:
Использования стальной арматуры для повышения прочности на растяжение.
Специальные бетоны:
Например: самоуплотняющийся бетон, высокопрочный бетон, водонепроницаемый бетон и т.д.
Классификация бетонов по виду вяжущего вещества
Бетоны классифицируются по вяжущим материалам на несколько основных групп. Эта классификация важна для понимания характеристик бетона и его применения в разных строительных проектах.

По типу вяжущих материалов
Цементный бетон
Портландцементный бетон: самый распространенный тип. Бетон на основе портландцемента используется в большинстве строительных конструкций.
Шлакопортландцементный бетон: вяжущее основано на портландцементе и доменном шлаке. Имеет улучшаемые характеристики.
Сулфато-устойчивый бетон: используется в условиях, где ожидается воздействие сульфатов (например, в водных средах).
Известковый бетон (известковое вяжущее)
На основе извести, используется в особых конструкциях, где не требуется высокая прочность.
Полимербетон: в качестве вяжущего используется полимер (например, эпоксидный, полиуретановый). Обладает высокой стойкостью к химическим веществам и хорошей водонепроницаемостью.

Классификация бетонов по условиям твердения
Условия, при которых бетонная смесь затвердевает образуя искусственный камень.
Твердение бетона в естественных условиях
Твердение бетона при ТВО (тепловлажностой обработки)
ТВО бетона проводится в специальных установках (ямные камеры, касетные установки, щелевые камеры, тонельные камеры, тонельные камеры с ИК лучами)
Твердение бетона при ТВО и давлении выше атмосферного.
ТВО бетона с давлением выше атмосферного проводится в специальной установке (автоклав)
ТВО ускоряет процесс затвердевания бетона, набор 70% прочности происходит в течении двух суток.

Применение бетона

Фундаменты: Один из основных элементов зданий, несет на себе всю нагрузку сооружения.
Перекрытия: Обеспечивают горизонтальные поверхности между этажами.
Стеновые панели: Используются для создания внешних и внутренних стен зданий.
Мосты и дороги: Бетон активно используется в дорожном строительстве благодаря своей прочности и долговечности.
Скульптура и архитектурные формы: Бетон используется для создания эстетику зданий и сооружений.

 

Технологический процесс
Смешивание: Процесс, в котором все компоненты тщательно смешиваются до получения однородной массы.
Заливка: Бетон помещается в форму. Важно удалить возможные пузырьки воздуха.
Уплотнение: Используются специальные инструменты (вибраторы), чтобы обеспечить полное исключение воздуха из массы.
Твердение: Бетон требует времени для полного схватывания и достижения проектной прочности. Процесс также требует поддержания определенной влажности.

Современные технологии
Использование автоматизированных систем для контроля процесса смешивания.
Инновационные добавки для улучшения характеристик бетона.
Применение новых методов обработки бетона, таких как 3D-печать.