BETON - tworzywo otrzymywane przez mieszanie kruszywa (wypełniacza) ze spoiwem, które w wyniku reakcji fiz-chem. zachodzących w obecności wody, wiąże kruszywo w monolityczną całość. 

KRUSZYWO - skały naturalne (łamane lub kruszone).  WYPEŁNIACZE - trociny, styropian  SPOIWA BUDOWLANE - mat. chemicznie aktywne, które wymieszane z wodą lub utwardzaczem, wiążą i twardnieją.                 Podział spoiw: a) mineralne (-powietrzne, -hydrauliczne) b) organiczne

Spoiwa mineralne - sproszkowane materiały po zarobieniu wodą tworzą masę plastyczną, która w wyniku procesów fiz.-chem. zaczyna gęstnieć zmieniając się w końcu w ciało stałe. Proces gęstnienia nazywamy wiązaniem. Następnie następuje twardnienie (proc. długotrwały). Spoiwa powietrzne - wiążą i twardnieją jedynie na powietrzu, nie twardnieją w wodzie. Po stwardnieniu nie są odporne na działanie wody. Zaliczamy tu spoiwa wapienne, gipsowe, wapno magnezjowe.

Spoiwa hydrauliczne - wiążą i twardnieją na powietrzu i pod wodą (np. cement).

Dodatki hydrauliczne - mat. naturalne lub sztuczne posiadające właściwości hydrauliczne tzn. W obecności wody mogą tworzyć nowe związki wiążące. (np. pucolamy naturalne i sztuczne (żużle, popioły lotne). Żużel wielkopiecowy - powyżej 40% CaO-spoiwo; poniżej 40% CaO-żużel kwaśny. Organiczne właściwości wiążące - dodatki hydrauliczne.  

Dodatki obojętne - materiały nieorganiczne naturalne lub sztuczne, nie reagują z składnikami spoiwa np. do betonów pompowanych dodaje się mączki kamiennej ułatwiającej transport na duże odległości przy pomocy pomp

Podział KRUSZYW -drobne (K1: 0÷4mm.), -grube (K2: 4÷63mm.), -bardzo grube (>63mm. -nie do żelbetu).

Podział BETONÓW : a) betony ciężkie (Gp>2600kg/m3 b) betony zwykłe (2000<Gp<2600) c) betony lekkie (1000<Gp<2000) d) betony komórkowe (Gp<1000). Gp - zależy od kruszywa: 1. kruszywa z rud, 2. kr. zwykłe, 3. kr. lekkie. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI SPOIW: Miałkość - (stopień zmielenia). Spoiwa:1600÷6000cm2/g (powierzchnia wszystkich cząsteczek). Miałkość wpływa na szybkość reakcji z wodą, czas wiązania i twardnienia

Kaloryczność spoiw - przemiany fiz.-chem. związane są z wydzielaniem ciepła. Kaloryczność jest miarą tego ciepła. Miarą jest ciepło hydratacji [kJ/g]. Kaloryczność zależy od miałkości, od rodzaju spoiwa. Najbardziej kaloryczne są: CaO, Al2O3, 3CaO*SiO2. Kaloryczność wpływa dodatnio na betonowanie w niskich temperaturach. W przypadku budowli wielkowymiarowych z betony jest to niekorzystne ze względu na naprężenia termiczne-rozciągające (powstają rysy, pęknięcia).

ZMIANY OBJĘTOŚCI: a) Skurcz - związane jest z wysychaniem betonu. Mogą powstawać rysy. Jest częściowo odwracalne przez namoczenie wodą (tzw. narastanie) b)Pęcznienie - zmiana obj. spowodowana zjawiskami chem.: CaO, MgO, CaSO4. (np. CaO(+H2O)=>Ca(OH)2, CaSO4=>3CaOAl2O33CaSO4*31H2O) sól Canalotta - bakcyl cementowy - może powodować rozsadzanie i łuszczenie, pęknięcia betonu. Pęcznienie jest nieodwracalne.

Tężenie spoiw - czas wiązania-czas od początku wiązania do końca wiązania, czas twardnienia-czas od końca wiązania do 28 dni (90 dni-betony hydrotechniczne).

Spoiwa dzielimy na grupy: 1. szybkowiążące (gips) 2. normalniewiąż., szybkotwardniejące (cem. glinowy) 3. normalniewiąż., normalnietward. (cem. portlandzki i hutniczy) 4. normalniewiąż., wolnotward. (wapno)

WAPNO: surowcem do wytwarzania wapna są: kreda, wapienie, tufy wapienne.

Podział wapna - zależy od ilości krzemionki SiO2 a) powietrzne b) hydrauliczne. Kryterium podziału jest moduł hydrauliczny Mz = CaO/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) ; Mz =: 1. 1,7÷4,5 - wapno hydrauliczne 2. 4,5÷9,0 – wapno słabohydrauliczne (sp. powietrzne) 3. >9,0 – wapno zwykłe (sp. powietrzne).

WAPNO ZWYKŁE (PALONE) - uzyskujemy w wyniku wypalenia wapienia, kredy (CaCO3) w temp.: 900o÷1100oC. CaCO3=>CaO + CO2 - 1772kJ/kg. Uzyskujemy bryły wapna do średnicy 18 cm., porowate, białe, możliwe szare i żółte domieszki. W zależności od domieszek (glina, MgO3) otrzymujemy różne klasy (gatunki) wapna palonego: a) extra -  94%CaO b) 01-91% c) 02 - 88% d) 03 - 85%. Wapno poddaje się mieleniu lub gaszeniu - działanie ograniczoną ilością wody (tzw. lasowanie): CaO + H2O =>Ca(OH)2 + 1126kJ/kg. Wiązanie wapna - proces karbonizacji: Ca(OH)2 + n.H2O + CO2=> CaCO3 + (n+1)H2O. Proces karbon. przebiega bardzo wolno. Przy temp. ok. 1200oC wapno przepalone - gasi się bardzo wolno na skutek otoczek wokół cząstek związków soli i tlenków np. gliny. Niebezpieczeństwem jest to, że gaszenie może nastąpić już w momencie wiązania i twardnienia i może prowadzić do powstania rys, pęknięć, złuszczeń.

RODZAJE WAPNA  zależą od surowców i technologii produkcji.

Rozdrabnianie mechaniczne przez mielenie (wapno palone mielone, ziarna o średnicy > 0,085mm stanowią<15%) g=0,7÷0,8 T/m3. Proces gaszenia odbywa się na budowie, 56 cząstek CaO na 18 części H2O. Reakcja gaszenia przebiega bardzo szybko, jednocześnie zachodzi karbonizacja - wydzielana jest duża ilość ciepła (temp. do 80oC). Wapno zaczyna wiązać w ciągu kilkunastu minut. Wskazane jest wymieszanie wapna z piaskiem, a następnie dodanie wody. Można wydłużyć czas wiązania przez mieszanie wapna z piaskiem, dodanie gipsu, gliny. Wadami są ograniczony czas przebywania wapna w workach na budowie (2÷3 tyg.) zaczyna wiązać w workach (tzw. wietrzenie).

Zastosowanie wapna : tynki zewn. i wewn., spoiwa, beton komórkowy.

Wciągu 28 dni całkowitej hydrolizie ulegają ziarna o średnicy  <10mm (90 dni <15mm)

Właściwości c. portlandzkiego: a) gęstość – 3,1-3,2g/cm3 b) gęstość pozorna w stanie luźnym – 1,1-1,3g/cm3 c) wiązanie  N- normalnie twardniejący (po 60min. koniec)    S- szybko tward. (koniec po 6h.)d) kaloryczność po 3 dniach 315-420J/g e) marka cementu – liczba od której nie jest mniejsza wytrz. na scisk. beleczek normowych .

Dla c. portlandzkiego marki : 32,5  42,5  52,5

-wytrz. na rozc. 14-krotnie mniejsza niż RS.C.

C. portlandzki biały   - produkowany jak c. portl. zwykły  (choć ilość Fe2O3 <0,5%)

-piece i młyny o wykładzinach nie brudzących

-daje się domieszki (np. ziemia okrzemkowa) aby utrzymać białą barwę

-można go wybielać (pod wpływem temp. 800oC

Fe2O3 => FeO  - b. biała)

-zastępuje płytki podłogowe, gzymsy

C.murarski

-mielony c. klinkierowy + CaSO4, -grubszy niż c. portl., -początek wiązania nie wcześniej niż 40min , -do ław fundamentowych, zapraw, elementów gruzo- i żużlo- betonowych

C. hydrotechniczny  2 odmiany :

I.   C3A < 5%        II.   C3A < 8%

-wymaga się małego ciepła hydratacji

-do budowy zapór i śluz, -kaloryczność   3dni-210J/g    7dni-240J/g (c. bielitowe)

C. szybko twardniejący

-po 24h. 20Mpa  (c. alitowe)

C. pucolanowy

-przemiał c. portl. z popiołem lotnym + CaSO4

-3 odmiany         -b. niskie ciepło hydratacji

-duża odporność na agresję chemiczną

C. ekspansywny - wypełnianie rys

-powstaje w nim sól Canalotta, może zwiększyć swoją objętość o  0,1- 1,02 %

C. drogowy -ograniczona ilość C2A (do 6%)

-b. mały skurcz , niska kaloryczność , opóźnianie

wiązania , podniesienie wytrzymałości

-do produkcji betonów o dużej wodoodporności

C. plastyfikowane 1.hydrofilowe–dodatki obniżające napięcie pow.2.hydrofobowe- dodatki : kalafonia, mydło, kwas => na ziarnach cem. powstają otoczki chroniące je przed działaniem wody

C. hutniczy    skład : gips + klinkier + popiół + c. portl.+ żużle granulowane

metody granulacji  -sucha , -mokra (strumień wody)   -pół sucha (rozpylana woda)

    - C. zasadowe (CaO > 40%) lub kwaśne (CaO <40%).       -wolniejsze twardnienie niż c. portl.

-mniejszy przyrost wytrz. –bardziej wrażliwy na wysychanie , -większa odporność na działanie wód agresywnych oraz temp.

-zastosowanie do wszelkich konstrukcji , zalecane do elementów narażonych na wodę i wysokie temp.

C. żużlowy         żużel (80-85%)+ anhydryt (12-15%)+ wapno (2-5%)

-mała wodoodporność i kaloryczność , -dobra odporność na działanie siarczanów

C. żużlowo- wapienny    -żużel (60-85%)+ wapno (15-40%)+ gips (ok.10%)

-duża odp. chemiczna , mała mrozoodporność

C. glinowy    produkowany z boksytów i wapieni 

-wydziela dużo ciepła w pr. hydratacji

-szybko twardniejący (w ciągu 3 dni 80% projektowanej wytrz)  -odporny na agresję chem.  –nie wykazuje pęcznienia

Odświeżanie cementu – dodanie 4% roztworu HCl zamiast wody zarobowej

Aktywacja c. – dodatkowy przemiał cementu

Spoiwa krzemianowe

- szkło wodne sodowe lub potasowe + drobno ziarnisty wypełniacz  + bezwodny fluoro-krzemian sodu lub potasu

-mała wytrz. (do 6Mpa)  -odporne na agresję chem.

Żywice – spoiwa naturalne

-żywice utwardzone przez polimeryzację (np. epoksydowe, akrylowe)   lub przez polikondensację (np. mocznikowe, fenolowe)

-wiążą w wyższych temp.  –nie wiążą w środowisku wilgotnym

KRUSZYWA –  Żwirobeton, żużlobeton, kruszywobeton

a) mineralne : 1.naturalne- stan rozdrobniony po wydobyciu różne skały 2. łamane–przemiał bloków skalnych (jeden rodzaj skał)

3.sztuczne – produkt przemysłowy: £kermazyt, agloporyt, pollytag

b) organiczne–wióry,trociny,sieczka,styropian

Ze względu na gęstość: a) konstrukcyjne: betony zwykłe, lekkie, ciężkie b) izolacyjne