Нельзя недооценивать бетон — строительный материал в современном обществе. Если посмотреть в городе вокруг, то большинство строений это бетонные здания, дороги, мосты и плотины. Бетон играет важную роль в повседневной жизни.
Бетон – это композиционный материал, который состоит из наполнителя и вяжущего материала, чтобы сформировать синтетический конгломерат. В составляющих используется цемент, гипс и вода, в то время как наполнитель может быть любой подходящий материал. Современные технологии в строительной индустрии все чаще используют сухие строительные смеси. Сухие строительные смеси представляют комбинацию из цемента, гипса, минеральных и органических добавок в пропорциях необходимых по назначению этих смесей.
Однако как в бетоне, так и в лучших распространенных современных строительных материалах используется цемент.
Изготовление и состав цемента
Начинается производство портландцемента с карьеров известняка СаСО3. Огромные дробилки крошат разрушенный известняк на мелкие кусочки. Дробленый известняк затем смешивается с глиной или сланцем, песком, железной рудой и землей вместе, сформировывая однородный порошок. Однако этот порошок микроскопически неоднороден.
Смесь нагревают в печах, представляющих длинные вращающиеся стальные наклонные баллоны. Печи могут быть до 6 метров в диаметре и 180 метров в длину. Смесь сырья поступает с высокого конца цилиндра и медленно движется по длине печи из-за постоянного вращения и наклона. На нижнем конце печи смесь разогревается до большой температуры. Процесс занимает до 2 часов в зависимости от длины цилиндра.
Когда смесь движется вниз цилиндра, она проходит через четыре стадии трансформации. Первоначально из смеси испаряется вода. Далее разложение происходит от потери связанной воды и углекислого газа. Это называется прокаливанием. Третий этап называется кальцинирование. На этом этапе образуются силикаты кальция. Заключительным этапом является этап охлаждения.
Вода является ключевым элементом, который при смешивании с цементом, образует пасту, которая связывает наполнитель. Вода вызывает упрочнение бетона посредством процесса, называемого гидратацией. Гидратация — это химическая реакция, в которой основные соединения в цементе образовывают химические связи с молекулами воды и образуются продукты гидратации. Вода должна быть чистой, чтобы избежать побочных реакций, возникновение которых может ослабить строительный материал или иным образом вмешиваться в процесс гидратации. Роль воды имеет важное значение, потому что соотношение цемента и воды является наиболее значимым фактором в производстве. Слишком много воды снижает прочность, хотя слишком мало сделает раствор неработоспособным.
Наполнители применяются химически инертные, твердые тела, скрепленные цементом. Они бывают различных форм, размеров и материалов, начиная от мелких частиц песка до крупных, грубых камней. Скрепляющий композит является самым дорогим ингредиентом в изготовлении материала, поэтому желательно свести к минимуму количество используемого цемента.
Важно проводить различие между цементом и получаемым строительным материалом, поскольку это не то же самое. Скрепляющий композит используется для производства материала!
(цемент + вода) + наполнители + добавки = лучший строительный материал
Иногда другие материалы включаются в строительный материал бетон для создания конкретных характеристик. Эти добавки называются примесями. Добавки используются для изменения текучести и пластичности цементной пасты, ускорения или уменьшения времени схватывания, увеличение прочности на изгиб и сжатие, или продлить жизнь структуре.
Конечно, существуют различные строительные силиконы, но самый важный, распространенный и лучший строительный материал бетон. Основу которого составляет цемент с достаточно сложным технологическим процессом с участием химических и физических изменений.
