Цемент, входящий в состав бетона, относится к гидравлическим вяжущим веществам, который производят из минерального сырья (силикатов кальция, глинозема и др.), подвергающегося измельчению и обжигу, после чего обожженный цементный клинкер тонко размалывают. Каждая операция важна, поскольку при изменении состава исходного сырья или степени измельчения получают разный по характеристикам материал.
В строительстве чаще всего используют портландцемент. При одновременном измельчении клинкера данного стройматериала и доменного шлака получают шлакопортландцемент, причем марки последнего зависят от количества добавленного. Некоторые из них превосходят основной компонент (портландцемент) по прочности.
Портландцемент (силикатный) и шлакопортланд-цемент (шлаковый) различаются по маркам: для первого – 20–600, для второго – 150–500. Данный показатель характеризует предел прочности на сжатие образца, приготовленного из цементно-песчаного раствора (1: 3), через 28 суток. Именно благодаря цементу бетон приобретает высокую прочность и короткий период схватывания. А последнее свойство значительно сокращает время нахождения его в опалубке.
Как и другие гидравлические вяжущие, цемент схватывается и на воздухе, и в воде, поэтому весьма важно, в каких условиях он хранится. Понятно, что для него лучше всего подходит сухое место, причем мешки располагают на поддоне на высоте не менее 30 см от пола и накрывают брезентом. Он относится к таким материалам, которые не следует заготавливать впрок, поскольку под действием влаги, содержащейся в воздухе, может частично схватиться, образовать комки, что негативно скажется на качестве. Например, портландцемент марки 350, хранящийся при температуре 20° C, в течение одного месяца теряет 25 % прочности, а если держать его не на складе, а под навесом – 50 %. По данной причине в строительстве используют только свежий материал.
Распространенное заблуждение состоит в том, что достаточно добавить в бетон цемента больше, чем рекомендовано, и конструкция станет сверхпрочной. Такие действия приводят не к повышению прочности, а к ее уменьшению, в результате чего вследствие повышенной усадки в конструкции появляются трещины. При экономии на цементе раствор теряет прочность, становится водопроницаемым. В последнем случае начинается коррозия арматуры, которая заканчивается разрушением всей конструкции. Недопустимо использование и так называемого мертвого материала, то есть пролежавшего достаточно долго и превратившегося в комки.
Рецепт бетонной смеси представлен во всех справочниках. Важное условие: его марка должна превышать марку бетона. Если используют портландцемент, то при марке бетона 150 марка цемента должна быть 400. Для других видов цемента – в 3 раза.
В качестве заполнителя применяют песок, гравий и щебень, различающиеся зернистостью. Песок может быть мелко– (размер частиц – 0,1–0,25 мм), средне-(0,25–0,5 мм), крупно– (0,5–1 мм) и грубозернистым (2–2,5 мм). Размер частиц гравия составляет 3–10 мм, а щебня – 5–15 мм.
В табл. 5 представлены некоторые марки бетонов.