Бетон – композиционный материал. Роль отдельных компонентов в составе бетона

Бетон – композиционный материал конгломератной структуры. Каждый компонент играет свою роль.
Цемент, взаимодействуя с водой, способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень. Цемент и вода — сами себе камень. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается.
Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители.
Роль крупных и мелких заполнителей - создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате - готовый бетон даёт меньшую усадку. Также увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках). Заполнители существенно удешевляют бетон. Ведь цемент стоит значительно дороже чем щебень и песок.
Вода добавляется в бетон для гидратирования цемента. Поскольку минимальное количество воды необходимое для гидратирования слишком мало, чтобы обеспечить достаточную обрабатываемость, дополнительная вода необходима, чтобы “пластифицировать” смесь и сделать возможными её обработку и укладку на месте. Эта дополнительная вода после испарения увеличивает пустоты и поры в структуре бетона и приводит к увеличению проницаемости бетона для газов, пара и жидкостей особенно в его поверхностном слое.