Тяжелый бетон (средней плотностью 1800— 2500 кг/м3) является одним из основных строительных материалов. Его широко применяют для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций и деталей, для возведения монолитных сооружений различного назначения. Для приготовления тяжелых бетонов применяют обычный портландцемент и его разновидности — быстротвердеюший, пластифицированный и пуц-цолановый, шлакопортлашшемент и др.
Заполнители занимают до 80 % объема бетона и существенно влияют на его прочность, долговечность и стоимость. За счет заполнителей сокращается расход цемента, повышаются прочность и деформативность бетона, благодаря чему увеличивается долговечность сооружений. Заполнители для бетона делятся на мелкие (естественный или искусственный песок) и крупные (щебень и гравий). Зерновой состав, прочность и чистота заполнителя существенно влияют на свойства бетона.
Песок представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм. Пески делятся на природные, образовавшиеся в результате выветривания горных пород, и искусственные, получаемые путем дробления твердых горных пород или отходов производства (доменных или топливных шлаков, керамзита, перлита и др.). Природные кварцевые пески с примесью полевого шпата, слюды и зерен других минералов наиболее пригодны для бетонов. Наибольший эффект достигается при использовании кварцевых песков с шероховатой поверхностью зерен. Такие пески благодаря большому сцеплению с цементным камнем повышают прочность бетона.
Гравий - рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород, состоит из окатанных зерен размером 3-70 мм. У морского и речного гравия зерна более округлой (окатанной) формы, чем у горного. Для бетонов предпочтительнее гравий с зернами малоокатанной формы, имеющими лучшее сцепление с цементным камнем.
Щебень получают дроблением горных пород (гранита, диабаза, прочного известняка) на камнедробилках с отделением зерен размером менее 3 мм остроугольной формы. Для бетонов лучше всего подходит щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру. Щебень не должен содержать комков глины, суглинка и других загрязняющих примесей, которые ухудшают качество бетона.
Для затворения бетонной смеси и поливки бетона используют воду без вредных примесей — солей и кислот, препятствующих нормальному твердению бетона. Например, болотная вода, богатая органическими примесями, а также сточные воды, содержащие жир, сахар, кислоты и другие включения, непригодны для приготовления бетона. Обычно используют водопроводную воду, а в некоторых случаях — морскую, если содержание солей в ней не превышает 5 г/л. Но морскую воду нельзя применять при бетонировании внутренних конструкций жилых и общественных зданий в жарком и сухом климате, так как морские соли могут выступить на поверхность бетона или вызвать коррозию арматуры.
Для улучшения свойств бетонов применяют различные добавки. По виду и назначению добавки разделяют на следующие группы: ускорители твердения; поверхностно-активные; пено- и газо-образователи; комбинированные; специальные.
Специальные виды тяжелых бетонов — это гидротехнические, дорожные, кислотоупорные, жаростойкие и бетоны для защиты от радиоактивных воздействий. Данные виды бетонов отличаются от обычных составом вяжущих и заполнителей, а также введением добавок.
Гидротехнический бетон отличается повышенной плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, стойкостью против коррозии. Приготовляют его на сульфатостойком и пуццолано-вом портландцементе с применением высококачественных заполнителей и введением тонкомолотых гидравлических и инертных добавок, а также пластифицирующих и гидрофобных добавок.
Дорожный бетон должен обладать теми же свойствами, что и гидротехнический, и дополнительно повышенной износостойкостью. Для его приготовления используют пластифицированный или гидрофобный портландцемент, а в качестве крупного заполнителя — гранитный щебень.
Кислотоупорный бетон специального назначения служит для облицовки аппаратуры на предприятиях химической промышленности. Приготовляют его на кислотоупорном цементе и кислотостойких заполнителях (кварците или андезите) и затворяют жидким стеклом.
Жаростойкий бетон отличается способностью сохранять первоначальную прочность при высоких температурах. Для его приготовления используют глиноземистый цемент, портландцемент, шлакопортландцемент и жидкое стекло с добавкой кремнефтори-стого натрия. Заполнителями служат металлургические шлаки, бой керамических и огнеупорных материалов, базальт, диабаз.
Бетон для защиты от радиоактивных воздействий предназначен для облицовки ядерных реакторов. Приготовляют на обычном портландцементе, шлакопортландцементе или глиноземистом цементе и тяжелых заполнителях в виде металлического скрапа, чугунной дроби с добавками карбида, бора или хлористого лития. Средняя плотность таких бетонов 800—5000 кг/м3.