Вяжущее вещество (обычно портландцемент) и вода являются активными составляющими бетона. Вступая в реакцию, они образуют цементный камень, который обволакивает зерна песка, щебня или гравия, заполняет промежутки между ними и связывает их в общую структуру.

Бетоны классифицируют по различным признакам: объемной массе, виду вяжущего вещества, назначению и др.

По объемной массе их делят на тяжелые (плотностью 2200–2500 кг/м3); мелкозернистые (плотностью 1800–2200 кг/м3); легкие (плотной и поризованной структуры плотностью 500-1800 кг/м3).

В зависимости от крупности заполнителей бетоны подразделяются на крупнозернистые с наибольшей крупностью заполнителей 10 мм и более и мелкозернистые, с крупностью заполнителей до 10 мм.

Тяжелый бетон получают на цементе и тяжелых плотных заполнителях, легкие — на цементе с применением естественных либо искусственных пористых заполнителей.

Бетон, усиленный стальной арматурой, называют железобетоном.

Цемент. Для приготовления бетонов применяют портландцемент марок 200, 300, 400. Цифры означают прочность на сжатие в кг/см2). Портландцемент представляет собой серовато-зеленый тонкомолотый порошок. Для получения бетонов различных свойств и назначения используются разновидности портладцемента: белый (или цветной на базе белого), быстротвердеющий, гидрофобный, строительный; сульфатостойкий, пластифицированный, пуццолановый и шлакопортландцемент.

Схватывание цемента, как правило, наступает не ранее чем через 45 мин, а заканчивается не позднее 24 часов после затворения водой. Полное твердение и набор прочности происходит обычно в течение 28 суток.

Вода. Для затворения бетонных смесей используют питьевую воду (из колодца, водопровода). Не следует применять болотные, торфяные, а также загрязненные воды.

Песок. Он представляет собой рыхлую смесь минеральных с преобладанием кварца зерен крупностью от 0,14 до 5 мм, образовавшуюся в результате естественного разрушения горных пород (природные пески) или полученную путем их дробления (искусственные пески).

Гравий. Это относительно рыхлый материал, продукт естественного разрушения горных пород. Он обычно имеет гладкую поверхность и окатанную форму зерен. В зависимости от происхождения различают гравий горный (овражный), речной и морской. В бетоне предпочтительнее применять горный гравий, т. к. его зерна более шероховаты, благодаря чему он лучше сцепляется в цементном камне.

Щебень — это материал, получаемый дроблением горных пород, гравия или искусственных камней на куски размером от 5 до 70 мм.

Приготовление бетона. Бетонную смесь можно готовить в бетономешалке вместимостью 0,15 м3 либо вручную. В ящик размером 1x2 м и высотой 0,2–0,25 м из досок толщиной 25–30 мм с обитым кровельным железом днищем либо на лист железа сначала засыпают ровным слоем необходимое количество песка. Далее поверх — полное ведро цемента, а затем перелопачивают компоненты до получения однородной по цвету массы. После этого в нее добавляют необходимое количество ведер щебня, снова все перелопачивают, добавляют две трети ведра воды и еще раз перелопачивают. Если смесь получилась густая, в нее доливают воды из лейки и снова перемешивают. Густота готовой смеси должна быть такой, чтобы на лопате она оседала, но не растекалась. При качественном перемешивании и уплотнении (трамбовании) смеси при бетонировании элементов прочность бетона увеличивается в 1,5 раза.

Готовя бетон, необходимо стремиться к тому, чтобы заполнители имели зерна различной крупности. В этом случае между ними почти не будет пустот, а чем меньше пустот в щебне или гравии, тем меньше потребуется песка и сократится расход цемента. Пустотность считается оптимальной для песка 35–40 %, для гравия — 4045 %, для щебня — 45–50 %.

Пустотность заполнителей определяют, наполняя вровень с краями ведро 10 л гравием (щебнем, песком) без уплотнения, а затем отмеренное количество воды тонкой струей заливают в ведро до краев. По объему влитой воды и определяют пустотность. Например, если воды влито 4 л, то пустотность составляет 40 %.

При приготовлении бетона сухая смесь значительно уменьшается в объеме. Обычно из 1 м3 сухой смеси получается 0,6–0,7 м3 бетонной массы.

Составы тяжелых бетонов приведены в табл. 2.7.

Состав заполнителей подбирают, просеивая их через сито с разными ячейками: щебень и гравий — через сетку с отверстиями 80 мм, песок — через сито с ячейками 5–1,5 мм.

Необходимо учитывать, что песок, щебень и гравий должны быть чистыми, т. е. не содержать примесей глины и почвы, иначе не получится бетон хорошего качества. При необходимости эти компоненты бетона тщательно промывают вручную. Для этого в наклонный ящик с открытым шибером ставят сетку, помещают туда песок, щебень или гравий и перемещают эти компоненты тяпкой либо скребком навстречу потоку воды, подаваемой из садового шланга. Промытый компонент сбрасывают на лист железа или деревянный щит. Необходимо учитывать, что песок после промывки либо дождя содержит до 15–20 % влаги.

Наличие примесей в щебне и гравии определяют визуально, а песок сжимают в горсти, после чего растирают на ладони. Песок без примесей не пачкает руки.

В холодную погоду для ускорения процесса схватывания бетона используют воду, подогретую до 40–50 °C, а в жаркую погоду во избежание быстрого схватывания бетона лучше применять холодную воду из колодца или родника.

Бутобетон — это материал, состоящий из бетонной смеси с послойным вкраплением при укладке в опалубку конструкции (обычно фундамента) природного камня (мелкого булыжника, валунов) либо искусственного камня (кирпича, железняка, кусков бетонных и железобетонных конструкций). Бутобетон также уплотняется трамбованием. Камни втапливаются так, чтобы слой бетона между ними и опалубкой был не менее 5 см, а расстояние между камнями — не менее 7 см. Продолжительность подготовки бетонной смеси и втапливание в нее камней должно занимать не более 1,5 часов.