Применение цемента


В строительном деле многое зависит от вяжущих материалов. Прочнее будут скреплены отдельные кирпичи или камни — более крепкой станет и вся кладка. Прочнее кладка — значит, стены можно сделать потоньше, израсходовать для стройки меньше кирпича и вяжущего раствора. Быстрее затвердеет раствор — ускорится работа, раньше войдут в строй новые заводы и жилые дома.

Вот из чего составляют бетон.
Вот из чего составляют бетон.

Однако раствор из песка и гашеной извести твердеет далеко не так быстро, как хотелось бы строителям. Бывали случаи, когда приходилось ждать несколько лет, прежде чем он превращался в прочную камневидную массу. Поневоле надо было с этим считаться и не слишком перегружать только что возведенные стены домов. Когда же кладку вели в сыром месте или под водой, то применять известковый раствор вообще было невозможно. Ведь известь способна соединяться с углекислым газом лишь в сравнительно сухой воздушной среде.

Немало было попыток увеличить прочность известкового раствора. Иногда в него добавляли вулканический пепел или мелко истолченный кирпич. В старину бывали случаи, когда известь смешивали с отрубями и даже с творогом или яичным белком. И одновременно люди неустанно искали новые, более прочные вяжущие вещества. Как это часто бывает, неудачи в одном деле натолкнули на открытие.

Когда хорошо обожженную известь поливают водой, она гасится — превращается в мелкий, белый, как снег, порошок, настолько мелкий, что его назвали пушонкой. Но случалось, что известь обжигали как следует и воды не жалели, а она все оставалась в виде твердых комков, упорно «не желавших» гаситься. Сначала их просто выбрасывали, а затем попробовали размолоть в порошок. И неожиданно оказалось, что этот порошок — прекрасное вяжущее вещество, значительно более прочное, чем известь, способное быстро твердеть не только на воздухе, но и под водой. Новому материалу дали имя — цемент.

При соединении цемента с водой образуется своего рода клей. В течение нескольких часов начинается его кристаллизация, раствор густеет, затем изо дня в день становится тверже и крепче, а через 3-4 недели превращается в очень прочное, твердое тело.

Цементным раствором начали скреплять каменную и кирпичную кладки. А когда цемент смешали с песком, каменной мелочью и водой, то получили искусственный камень — бетон, любых размеров и любой формы.

Нетрудно перемешать вручную небольшое количество цемента, воды, песка и мелкого камня. Но на современной стройке приходится укладывать десятки и сотни тысяч, а иногда и миллионы кубических метров бетона в год. Тут уже не обойдешься без помощи специальных машин. И такие машины были созданы. На небольших стройках работают передвижные бетономешалки. Бетон перемешивается в них в течение нескольких минут в стальном вращающемся барабане, внутри которого приварены лопасти. А загружают барабан подъемным ковшом, в который насыпают точно отмеренные порции цемента, песка и щебня. Одновременно в барабан подают воду из мерного бачка, соединенного с водопроводной линией. Иногда бетонную смесь приготовляют в авто-бетономешалках, которые перемешивают ее на ходу.

Структура бетона.
Структура бетона.

На крупных строительствах приходится сооружать мощные автоматизированные бетонные заводы. Здесь уже действует система подъемных механизмов.

Длинные наклонные транспортеры подают все материалы в специальные бункера. Отсюда они через устройства, которые точно отмеряют нужные дозы, попадают в жерла бетономешалок. Целая серия автоматов регулирует слаженную работу всех механизмов этого непрерывно действующего завода.

Очень важно правильно подобрать состав бетонной смеси. Когда-то для нее существовало несколько очень простых рецептов. Вот, к примеру, один из них: 1 часть цемента, 2 части песка, 4 — гравия или щебня. А сейчас ни один строитель не начнет готовить и укладывать бетон, пока лаборатория не исследует все материалы и не даст их точного соотношения.

При правильном соотношении цемент заполнит все промежутки между отдельными песчинками, а цементно-песчаный раствор — между кусочками щебня. Тогда бетон будет достаточно крепким, а сооружение — прочным.

Но каков бы ни был состав смеси, высокой прочности бетона нельзя все же добиться, если его масса не будет очень плотной, без внутренних воздушных пузырьков и пустот. Еще не так давно уложенный на стройке бетон долго колотили тяжелыми ручными трамбовками, топтали ногами в резиновых сапогах, «штыковали» тонкими железными прутьями. Сейчас у строителей есть множество небольших электрических машин — вибраторов. Они придают бетону гораздо большую плотность, чем ручная обработка.

Уплотнение бетона вибраторами.
Уплотнение бетона вибраторами.

У большинства вибраторов электрический моторчик заставляет в такт своим оборотам колебаться (вибрировать) рабочую часть механизма — металлическую плиту или стержень. Вибрация передается бетонной смеси, ее частицы становятся более подвижными и плотно прилегают друг к другу, вытесняя все воздушные пузырьки на поверхность.

Укладкой не кончается забота о бетоне. Цемент хорошо твердеет только во влажной среде и при положительной температуре. Поэтому летом бетон закрывают от лучей жаркого солнца и время от времени поливают водой, чтобы он не пересох, а зимой пропускают через него электрический ток или обогревают горячим паром, чтобы не замерз.

Но все заботы вполне окупаются прекрасными качествами этого строительного материала — одного из чудесных творений человеческой мысли и рук.