Стройотдел. Пластичность бетона это


Упругие и пластические свойства бетона

Под упоугостыо понимается способность тела, получившего деформацию от действия внешних сил, возвращаться в первоначальное положение после того, как действие этих сил прекратится. Упругостью обладают все без исключения материалы, причем в зависимости от физических свойств материала и внешних условий, вызывающих деформацию, упругость проявляется в большей или меньшей степени.

Деформируя тело, внешние силы производят работу, которая затрачивается на преодоление упругого сопротивления, т. е. на преодоление внутренних сил, возникающих между молекулами тела.

В идеально упругом теле на преодоление упругого сопротивления затрачивается вся работа внешних сил. Будучи связана с переходом кинетической энергии в потенциальную, упругая энергия, т. е. работа упругих сил тела, обладает свойствами обратимости: при устранении внешней нагрузки потенциальная энергия тела полностью переходит в кинетическую.

Под пластическими свойствами понимаются свойства материала деформироваться без заметного увеличения нагрузки. Как показало микроскопическое исследование металлов, пластическая деформация твердого тела заключается в перемещении одних кристаллов относительно других с образовавшем следов скольжения. Таким образом пластические деформации являются деформациями сдвига в теле образца.

Пластическая деформация называется также остаточной, так как процесс деформации необратим; при пластической деформации кинетическая энергия затрачивается на изменение формы тела при сохранении его первоначального объема. Если остаточная деформация настолько значительна, что ее можно заметить невооруженным глазом, мы говорим, что твердое тело течет. Так, мягкая сталь течет, если напряжения растяжения достигнут своего предела, называемого пределом текучести.

Пластичность каменных материалов и бетона как деформация, вызываемая длительным приложением нагрузки, называется ползучестью. Как текучесть, так и ползучесть не вызывают изменения первоначального объема материала и являются результатом структурных превращений.

Влияние времени сказывается не только на пластической, но и на упругой деформации. Так, деформируемое тело восстанавливает свою форму не сразу, а постепенно—сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее. Это явление, называемое упругим последействием, объясняется неоднородностью напряженного состояния тела, отдельные части которого испытывают различные деформации—упругие и пластические.

При удалении внешних сил упруго-деформированные частицы стремятся вернуться к первоначальным размерам, но этому препятствуют пластически деформированные области. Медленное преодоление этого сопротивления и выражается внешне в упругом последействии. По сравнению с металлами каменные материалы и бетоны обладают большим коэффициентом внутреннего трения, а потому деформации этих материалов протекают более медленно. Это особенно относится к пластическим деформациям, которые протекают годами.

Говоря о деформациях во времени, следует иметь в виду, что помимо упругой и пластической имеется еще деформация усадки бетона, которая связана с изменением объема бетонного образца. При экспериментировании очень трудно отделить пластические деформации ползучести бетона от деформаций усадки, а это в свою очередь затрудняет изучение этих явлений.

Зависимость между деформациями и напряжениями, вызвавшими эти деформации, выражается графически кривой.

Характер кривой деформации позволяет судить об упругих и пластических свойствах материала.

В зависимости от хрупкости, пластичности и вязкости материал обычно называют хрупким, пластичным или вязким. Но в действительности следует говорить не о хрупком материале, а о хрупком состоянии материала в определенных условиях напряжения.

Так, мрамор, который всегда считался хрупким материалом, в условиях всестороннего давления оказывается материалом, обладающим пластическими свойствами. В то же время мягкая сталь при быстром загружении может дать хрупкий разрыв.

В общем случае относительную полную деформацию путем загрузки и разгрузки образца можно расчленить на две составляющие, а именно: относительную упругую и относительную пластическую деформации. Все эти деформации относятся к продольным деформациям бетонной призмы под. влиянием сжатия. Но призма одновременно испытывает и поперечные деформации, связанные с увеличением ее поперечного сечения.

Общая относительная поперечная деформация, точно так же состоит из относительной упругой и относительной пластической деформаций.

Из этого можно усмотреть, что при упруюй деформации как продольной, так и поперечной нет прямолинейной зависимости. Кривые, изображающие общую деформацию, получены при первоначальном загруженни, а потому они называются кривыми первичной деформации в отличие от кривых, характеризующих деформацию от повторных нагрузок.

Упругие свойства изотропного тела характеризуются либо:

1) модулем продольной упругости Е (иначе модулем Юнга) и модулем поперечной упругости G, либо

2) модулем продольной упругости Е и модулем поперечной деформации (иначе коэффициентом Пуассона):

Помимо действительного модуля упругости  и среднего модуля упругости Еср  большое значение и в расчетах и как характеристике материала имеет начальный модуль упругости Е0. 

www.stroyotd.ru

Технология бетона, стр. №26

Технологические переделы

Изучение бетона начинают с рассмотрения свойств бетонной смеси, а изучение бетонной смеси — с технологии изготовления конструкций, условий производства, материалов и средств производства. Например, применение вибраторов связано с разжижением бетонной смеси при вибрировании. Поэтому при выборе пластичности-жесткости смеси надо учитывать, что при таком разжижении могут создаться условия для ее расслоения.

Расслоение бетонной смеси может происходить и по другим причинам, что надо учитывать при проектировании организации бетонных работ. Приготовление связано не только с краткими по времени процессами смешивания материалов, транспортирования смеси к месту уплотнения и придания заданной конструктивной формы. Эти этапы, или переделы, занимают относительно небольшое время в производстве бетонных работ, но нарушение их может иметь серьезные, а в ряде случаев катастрофические последствия.

Недопустимо нарушать и последний передел — уход за твердеющим бетоном (раствором). В этом случае любой по составу бетон, сформованный из высококачественной смеси, приобретает непроектные свойства, становится неопределенным по техническим параметрам. Виды смесей. Ранее смеси делили по способу уплотнения на трамбуемые (жесткие, типа влажной земли), пластичные и литые. Трамбуемые смеси уплотняли трамбованием, пластичные — штыкованием металлическими стержнями; литые — разливом из специальных устройств — бетонолитых башен. После того как ввели уплотнение бетонных (растворных) смесей с помощью вибрирования, отпало понятие трамбуемой смеси и подавляющее количество бетона стали готовить из жестких и пластичных смесей и относительно немного — из литых. Как для литых, так и для части пластичных смесей, близких по пластичности, вибрирование применять нельзя из-за опасности их расслоения.

Сказанное является результатом недооценки важности разделения процесса проектирования бетона на стадии — проектирование смеси с учетом требований их приготовления на всех технологических переделах и проектирование бетона, т. е. получение технического камня с заданными свойствами. Только тщательно перемешав рыхлые материалы и воду, удается уплотнять смесь в монолит, что обеспечивает проектные свойства смеси и способность формоваться при минимальной затрате сил и средств. Такое состояние называют пластичным. Смесь (жесткая, пластичная, литая) должна обладать указанным свойством, если в ней будет такое количество воды, которое пластифицирует—придает ей пластичность, или при меньшем количестве воды, но с вибрированием, т. е. созданием тиксотропного разжижения цементного теста. По этой причине понятия пластичности и жесткости (смесь непластична в естественном состоянии при выходе из бетоносмесителя, когда ее не подвергали вибрированию) можно объединить в одно — пластичность-жесткость смеси. Объединенное понятие для определения состояния бетонной смеси, измеряемое по осадке конуса (в см) или по осадке конуса при его переформировании после вибрирования путем замера времени (в с), затраченного на этот процесс, не позволяет оценивать качество смеси, ее пригодность для производства работ после всех технологических переделов.

Действительно, технические переделы в разной степени влияют на стабильность состояния смеси в процессе бетонирования. Следовательно, требуется оценивать ее состояние после каждого технологического передела, а именно: после перемешивания, выгрузки из смесителя и доставки к месту укладки качество смеси характеризуется подвижностью; после распределения в опалубке — удобоукладываемостью и после уплотнения — формуемостью. Если смесь отвечает этим понятиям, подбор смеси произведен качественно и бетон в конструкции будет отвечать проектным предпосылкам.

Если смесь расслаивается на любом из переделов, требуется вновь ее проектировать. К сожалению, в нормативных материалах этот вопрос не рассматривается. В лаборатории проверяют осадку конуса или время переформирования без анализа качества смеси (т. е. сохранения однородности и пластичности-жесткости) после каждого технологического передела. Смесь одной и той же пластичности-жесткости может оказаться расслоенной в момент выхода из бетоносмесителя, при транспортировании или уплотнении.

Из расслаивающейся смеси нельзя получить бетон высокого качества, что легко установить путем определения отдельных свойств бетонной смеси или испытания контрольных образцов, изготовленных из смеси, взятой из разных мест приготовленной для укладки порции.

Понятия подвижность, удобоукладываемость и формуемость связаны между собой, и ни одно из них не должно отличаться от заданных проектом, т. е. на каждом технологическом переделе нужно сохранять заданное числовое значение пластичности-жесткости в однородной бетонной смеси. Потеря однородности, в первую очередь, связана с наличием в бетонной смеси крупного заполнителя с зернами различной формы и размеров, с особенностями цементного теста разной консистенции — степени мягкости, густоты, связности и адгезии к поверхности заполнителей (мелкого — песка и крупного — гравия или щебня).

Однако при выборе средств, повышающих связность компонентов бетонной смеси, всегда надо иметь в виду конечную цель — получение не только однородного бетона, но обеспечение необходимой по свойствам структуры цементного камня. Например, можно повышать связность бетонной смеси, вводя в цемент гидравлические, удерживающие воду добавки, бентонитовую глину или используя другие приемы изменения состава цемента. Указанные приемы необходимы там, где бетон будет работать в условиях постоянного смачивания при положительных температурах воздуха, и недопустимы в условиях многократного насыщения водой, замораживания и истирания. Следовательно, выбирая приемы, обеспечивающие связность бетонной смеси, нельзя допускать снижения запроектированных технических свойств бетона.

Определение состояния смеси сводится в лабораторных условиях к измерению осадки конуса или времени переформирования смеси.

Факторы, влияющие на состояние смесей. Между вяжущим и водой в присутствии воздуха сразу вслед за смешиванием начинается процесс физико-химического взаимодействия, поэтому свойства бетонной (растворной) смеси систематически изменяются. Это хорошо видно по определению начала и конца схватывания и, в частности, по изменению показателя пластической прочности цементного теста. Физико-химический процесс — основа изменения состояния смесей — связан со смачиванием поверхности зерен цемента, с процессом гидролиза и гидратации и, как следствие этого, систематическим увеличением дисперсности цемента. Сказанное хорошо иллюстрируется примером торможения гидратации цемента большими дозами с. д. б., когда загустевание цементного теста значительно замедляется.

В наших опытах показано, что при затворении мономинеральных синтетических цементов (силикатов кальция С3S и C2S) с добавками с. с. б., введенными в тесто в больших количествах, резко тормозится процесс загустевания теста.

Следует заметить, что твердение полиминерального цемента всегда протекает медленно, так как условия твердения каждого минерала этой физико-химической системы (полиминерального и полидисперсного цемента, зерна которого в разной степени агрегированы) резко различны, что не позволяет по каждому из минералов их оптимизировать. В нашем случае большие количества с. д. б. блокируют поверхность зерен от действия жидкой фазы — воды. В этих опытах изменяются не только сроки загустевания (постепенной потери пластичности), но и сроки упрочнения образцов, которые значительно отдаляются. При этом крупные зерна цемента в микробетоне Юнга при отсутствии необходимой влажности внешней среды для их участия в процессах твердения останутся в виде балласта — неиспользованного вяжущего.

В полиминеральных цементах при введении ПАВ.типа с. с. б. (с. д. б.) для сроков раетормаживания имеет значение не только наличие минерала С3А, но и вид его связи с силикатами. В этих опытах минерал С3А не связан с силикатами физико-химической связью, а входит в смесь как порошкообразная добавка, что и не обеспечивает возможность эффективного растормаживания блокировки поверхности зерен коллоидными пленками с. с. б.

Процесс твердения полиминеральных безгипсовых цементов тормозится дольше, однако доза пластификатора значительно выше. Увеличение дозировки с. с. б. (с. д. б.) позволяет изменить пластифицирующий эффект только до дозировок в 0,5%. При дальнейшем возрастании дозы пластификатора увеличивается только эффект торможения процесса твердения. Следовательно, проектирование бетонных (растворных) смесей заданной пластичности-жесткости нельзя осуществлять без предварительного всестороннего исследования свойств компонентов (цемента, песка, гравия, щебня). Необходимо помнить, что пластичность-жесткость бетонной (растворной) смеси меняется с изменением температуры воздуха. Это непосредственно связано со скоростью гидролиза и гидратации цемента (ускорением процесса при повышении и замедлением при снижении температуры воздуха) и в значительно меньшей — со степенью испарения воды из смеси. Например, при температуре воздуха 35° С и невысокой относительной влажности смеси показатель пластичности ее уменьшается на 30% в пределах времени до 40 мин.

Страницы:

www.betontrans.ru

Марки бетона и их характеристики: таблица. Марка бетона по прочности

Куда ни глянь, везде конструкции из бетона. Это вездесущий материал, незаменимая составляющая фундаментов, перекрытий, мостов, тротуаров и других важных элементов. Строительство обязано бетону, ведь без него возведение многоэтажных домов было бы трудоемкой и чересчур дорогой задачей. Кроме того, бетон используют и для более мелких задач. А все благодаря наличию разных классов и марок бетона, которые позволяют использовать этот материал строго по назначению.

Какие есть разновидности бетона?

В основном бетон различают по весу:

  • очень легкий;
  • нормальный вес;
  • тяжеловесный;
  • супертяжелый.

Какие есть разновидности бетона

Вес сформированного бетона зависит от наполнителей, которые его составляют. Суперлегкие марки наполняют обожженной глиной или сланцем, либо опилками. Эти материалы имеют пористую текстуру, потому сильно облегчают бетон. В обычных случаях используют песчано-щебневый наполнитель, вес которого считается нормальным. Для более тяжелых марок используют спецнаполнитель - стружку металла, образованную в результате его резки.

Что такое марка бетона и как ее определяют?

Марку штампуют прямо на упаковке бетона. Если у вас стройматериал без упаковки и техпаспорта, то придется определять марку посредством спецоборудования в лаборатории. Для этого образец бетона в виде куба с 15-сантиметровыми сторонами кладут в пресс. Затем на него начинает действовать давление, заранее известное лаборантам. Таким образом они могут узнать порог сжимаемости материала, и определяют марку.

Что такое марка бетона

Обозначается марка бетона одной буквой и тремя цифрами. Буква всегда одна и та же - М, а цифры меняются в зависимости от устойчивости материала к нагрузкам. Если куб выдерживает давление в 300 килограмм-сил на квадратный сантиметр, партию бетона помечают как М300. При этом речь идет о максимальных нагрузках. Если тот же куб выдержит давление в 350 кгс/см2, то ему припишут марку М350, а не М300.

Чем класс бетона отличается от марки?

В большинстве случаев это аналогичные понятия, но не всегда. Ведь одна и та же марка бетона может в конечном итоге иметь разные прочностные свойства. Невозможно найти идентичные наполнители и сушить бетонные плиты всегда в одинаковых условиях. Именно из-за этого получаются одинаковые по маркам, но разные по классам бетонные конструкции. Многие не берут это в учет, делая тем самым роковую ошибку в расчетах!

Ученые-аналитики за много лет практики сумели определить поправочный коэффициент и найти формулу для нахождения класса бетона. Чтобы подсчитать его, нужно рассчитанную среднюю прочность марки бетона (обозначается буквой R) умножить на поправочное число 0,0980655, а также на разность, полученную из примера: (1 – 1,64*V), где V - это коэффициент вариации.

Если изготовить бетон в идеальных условиях из чистого наполнителя и при нормальных температурах, то класс материала от марки почти ничем не будет отличаться, разве что величиной измерения. Если марку определяют при помощи величины кгс/см2, то класс - при помощи Паскалей. Поправочный коэффициент высчитали как раз для того, чтобы переводить марки материала в классы.

Проблема в том, что марка не всегда соответствует классу. А все из-за использования усредненного параметра прочности марок в формуле расчета класса. Ведь бетон не всегда имеет среднее значение - фактические показатели нередко выше или ниже установленных. Потому у одного и того же бетона может быть указан класс, который соответствует более лучшему или худшему материалу. Например, если М300 не выдержит давления в 22,5 МПа, то такому образцу дадут не класс В22,5 (которому он соответствует по стандартам), а более низкий.

Опытные покупатели всегда обращают внимание именно на показатель класса бетона. А стоимость партии определяется объемом приобретенного материала, измеряемом в кубических метрах. Учтите, что одинаковый объем бетона разных марок будет стоить по-разному. К примеру, М100 примерно в 1,5-2 раза дешевле, чем М300.

Таблица соответствия марки и класса

Опытные строители знают ее наизусть, так как постоянно сталкиваются с потребностью закупки этого материала. А вот новичкам таблица перед глазами не помешает, чтобы знать какому классу отвечает каждая марка, какая ее средняя прочность и где можно использовать бетон с приведенными маркировками.

Бетон М100

Одной строки недостаточно, чтобы указать все сферы применения определенных марок стройматериала. В таблице указаны только основные виды работ, где используется конкретный маркированный бетон. Теперь разберем особенность каждой марки, и более развернуто опишем ее применение в строительстве. Начнем с М100. Это самый непрочный стройматериал, который не способен удерживать большие нагрузки.

В строительстве не везде используют сверхпрочный материал. Чтобы оштукатурить стены, в нем нет необходимости, потому М100 подходит для подобных задач. Также его могут использовать в фундаменте, но только в качестве заполнителя под армированную сетку. К М100 прибегают в тех случаях, когда материал не планируют сильно нагружать на протяжении всего времени эксплуатации. Например: для основы под бордюр, тротуарные плиты, при условии размещения этих элементов в местах с низкой проходимостью (у загородного дома, особняка, но не в общественном месте).

Недалеко от М100 ушла и другая марка - М150. Ее также используют под бордюрами и тротуарами, но с большой проходимостью. При этом такой бетон по-прежнему не годится для больших нагрузок, потому в качестве основы фундамента его не применяют.

Бетон М200

Среди прочих разновидностей стройматериала данная маркировка считается настоящей "рок-звездой" - эта марка популярна и востребована. Однако, в фундаменте М200 редко используют, разве что для устойчивых, не наводненных и стабильных почв, если дом построен из современных легких материалов. В остальном его применяют для заливки всяческих архитектурных объектов: лестниц, балконов, крылец, площадок, дорожек и полов внутри помещений. Если решили использовать В15 в фундаменте, воспользуйтесь услугами геолога и определите глубину залегания подземных вод - влага сильно ухудшит качества бетона М200.

Бетон М300

Если при помощи М200 решают мелкие задачи, то М300 - идеальный вариант для крупномасштабных объектов. Именно эта марка считается оптимальной для заливки в фундамент: она не нагружает почву чрезмерным весом, при этом выдерживает нагрузки здания. Как и М200, бетон М300 используют для лестниц (если они находятся в зданиях общего назначения с большой проходимостью). Кроме того, М300 часто применяют для заборов, подпорных стенок и монолитных конструкций. Если речь идет о малоэтажном здании, то данную марку используют и для заливки основных стен. Потому М300 считается самым востребованным в строительстве загородных домов.

Бетон М350

Упрочненная разновидность бетона М300 гораздо чаще применяются для заливки монолитных стен, а также используется для более крепких фундаментов. Начиная с этой марки, бетон используют в различных железобетонных конструкциях: трубах, арках, балках, плитах и т. д. Несмотря на более высокую цену М350, его нередко покупают для стяжки пола.

Бетон М400

Такой суперпрочный материал применяют нечасто, а только для особых случаев. Например, если нужно сделать плотину, прочные стены для хранения денег в банке, мостовые колонны и их основания, фундамент для тяжеловесных, высоких зданий и т. п. Именно М400 заливают в аэродромах на взлетных полосах (обычный асфальт не выдерживает увесистые самолеты).

Какие еще существуют показатели измерения свойств бетона?

Прочность и устойчивость к постоянному давлению - это основные свойства бетона. Именно благодаря марке и классу определяют в каких случаях можно использовать материал. Но есть и другие параметры, необходимые для более точного учета свойств стройматериала. Без них бетон одной и той же марки в разных условиях вел бы себя неодинаково, что усложнило бы расчет возможностей этого материала. Потому строители дополнительно указывают сведения о влагоустойчивости, морозостойкости и пластичности бетона.

Что такое морозостойкость бетона?

Нельзя обращать внимание только на стандартную маркировку стройматериала, если он используется в условиях постоянного мороза и низких температур. Такой подход себя не оправдает. Со временем материал потеряет прочность, что обозначалась на упаковке, а значит станет непредсказуемым. Именно поэтому ввели понятие морозостойкости бетона. Изначально его указывали при помощи русских букв Мрз, а теперь используют английскую F. Цифры, которые размещены возле F, и будут соответствовать морозостойкости бетона.

Не думайте, что F50 означает устойчивость материала к 50-градусному морозу - это не так. Цифра возле F говорит о количестве циклов резкого изменения температуры, которые выдержит бетон. То есть материал F50 продержится 50 зим, не утратив при этом прочностные характеристики. А вот 51-я зима уже может быть с последствиями. Именно поэтому создали бетоны, которые способны выдерживать до 1000 изменений температурных циклов.

Что такое морозостойкость бетонаОпределяют морозостойкость в лабораторных условиях. Сначала находят прочность бетона, а затем пробу замораживают и размораживают определенное количество раз. После каждого цикла разморозки заново измеряют прочность. Порог морозостойкости наступает тогда, когда прочность материала начинает изменяться.

Особое значение морозостойкий бетон играет при возведении стратегически важных объектов, таких как мосты, плотины, аэродромы и т. д. В таким местах, не взирая на малую изменчивость климата, все равно используют наиболее морозостойкий материал. А в обычных условиях бетон, устойчивый к морозу, применяют только для строительства наружных объектов.

Марка бетона по влагостойкости

Повышенная влажность может так же навредить, как и изменчивый климат. Потому для объектов, постоянно находящихся в чрезмерно влажных условиях, используют специальные разновидности бетона, отличающиеся лучшей водонепроницаемостью. Такой бетон не пропускает жидкость, даже если она пытается просочится под давлением. Величина этого давления и определяет марку влагостойкости материала. Обозначают ее при помощи буквы W (ранее В) и цифры. В большинстве случаев используют марки влагостойкости от W2 до W12.

Таким образом, влагостойкость сигнализирует о двух параметрах бетона:

1. Его устойчивость к определенному давлению воды, при котором жидкость не просачивается в структуру материала.2. Количество воды, которая способна проникнуть внутрь бетона при установленном давлении за отмеренный промежуток времени. Эта величину называют коэффициентом фильтрации.

Марка бетона по влагостойкостиКогда необходимо обеспечить повышенную защиту от влаги, применяют гидротехническую разновидность бетона. Он стоит намного дороже, но его делает более качественнее. Особое внимание при этом уделяют наполнителю, его чистоте и свойствам. В конечном счете получают бетон с зерном не более 5 мм, практически полностью устойчивый к действию воды под напором.

Марки бетона по пластичности

Данный параметр редко берут в расчет. Он нужен преимущественно для обеспечения нормальных условий заливки стройматериала. Иногда бетон невозможно доставить другим способом, кроме как через трубу. В таком случае важно, чтобы он был текучим и легко передвигался под действием силы тяжести.

Для обеспечения пластичности и, соответственно, текучести многие прибегают к добавлению воды. Но это неэффективный способ, поскольку его результатом может быть потеря изначальной прочности. Потому современные производители используют вместо добавки дополнительных порций воды пластфиксаторы - материалы, которые способствую улучшению пластичности.

Основные разновидности марок материала по пластичности:

  • ПК1;
  • ПК2;
  • ПК3;
  • ПК4.

Первая марка значительно дольше будет вытекать из конуса, чем ПК4. Определяют пластичность также лабораторными исследованиями.

Вывод: обязательно смотрите на класс прочности материала (он важнее, чем марка). Определите условия, в которых будет использован бетон и по надобности купите морозостойкую, влагоустойчивую или пластичную разновидность бетона.

xn--80abmyjf1acj.xn--p1ai

Свойства бетона и железобетона | Полезная информация

Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей, подобранных в соответствующей пропорции, после придания этой смеси необходимой формы и после ее твердения. В качестве вяжущего обычно применяют цементы различных видов, заполнителем служат гравий, щебень и песок.

Цементы и вода являются активными составляющими бетона. При затворении цемента водой получается цементное тесто. Оно обволакивает зерна заполнителя, заполняет промежутки между ними, а затвердевая, переходит в камневидное состояние и надежно связывает эти зерна в одно монолитное целое.

Бетоны подразделяются по объемной массе, по виду применяемого вяжущего, по крупности заполнителя, по назначению. По объемной массе бетоны делят на тяжелые, особо тяжелые, легкие, особо легкие.

Тяжелые бетоны имеют объемную массу 1800— 2500 кг/м3, заполнителем в таких бетонах служит гравий, щебень и кварцевый песок. Объемная масса легких бетонов 500—1800 кг/м3. Чтобы получить такой бетон, необходимо в качестве заполнителя применять легкие пористые заполнители (природные пемзу и туф, искусственные керамзит или шлаковую пемзу и т. д.) или же образовывать в теле бетона многочисленные ячейки-поры (ячеистые бетоны).

Особо тяжелые бетоны имеют объемную массу более 2500 кг/м3. Для их приготовления применяют очень тяжелый щебень из металлических руд, железный скрап и т. д.

Особо легкие бетоны имеют объемную массу менее 500 кг/м3. Легкие бетоны, как правило, обладают невысокой прочностью, но зато пониженной теплопроводностью и поэтому обычно их применяют в ограждающих конструкциях (наружные стены, панели кровель).

Высокопрочные легкие бетоны для изготовления несущих конструкций (балок, ферм, плит, колонн) в нашей стране применяются пока очень мало.

Если бетон приготовлен только на одном мелком заполнителе (песок, щебень крупностью до 10 мм), то он называется мелкозернистым. Если в бетоне нет песка, то цементное тесто не заполняет всех пустот между гравием или щебнем и получается так называемый крупнопористый бетон, обладающий также пониженной объемной массой.

К бетонам специального назначения относятся высокопрочные, дорожные, гидротехнические, декоративные, жаростойкие (для футеровки промышленных печей, дымовых труб), химически стойкие.

Одним из важнейших свойств бетона, как и любого конструкционного каменного материала, является его прочность на сжатие.

Прочность бетона зависит главным образом от прочности цементного камня, вида заполнителя и срока твердения. Прочность цементного камня зависит не только от марки (активности) цемента и его количества, но и от так называемого водоцементного отношения, т. е. отношения воды к массе цемента (обозначается В/Ц) в единице объема бетона: можно увеличить расход цемента в 1,5 раза, но если во столько же увеличить расход воды, прочность бетона не изменится. Если при том же расходе цемента увеличить дозу воды, прочность бетона уменьшится.

Это объясняется следующим. При твердении бетона вода вступает в химическое взаимодействие с цементом, образуя цементное тесто. Это тесто, связывающее зерна заполнителя, является минеральным клеем, а прочность любого клея снижается по мере разбавления его водой. Кроме того, для создания цементного камня требуется значительно меньше воды, чем ее нужно вводить при затворении, чтобы получить требуемую пластичность смеси. Излишняя вода при твердении бетона испаряется, при этом образуются поры. Чем больше сквозных пор, тем хуже качество бетона. Вторым интересным и также очень важным свойством бетона является то, что его прочность не постоянная величина, она непрерывно возрастает, и этот рост может при благоприятных условиях длиться многие годы. Но наиболее интенсивный рост прочности происходит в течение первых недель, затем он значительно замедляется. Поэтому при проектировании железобетонных конструкций условно принимается прочность бетона в возрасте 28 сут после затворения при нормальном (естественном) твердении. Всякое последующее нарастание прочности в расчеты не вводится и относится в запас. Отсюда проектную марку бетона определяют как предел прочности образцов, испытанных, как правило, в 28-суточном возрасте.

Образцами являются кубики размером 20Х20Х Х20 см; 15X15X15 или 10x10x10 см. Изготовляют их из бетона того же состава, из которого будут изготовлены данные конструкции. Проектную марку определяют как среднюю по прочности серии испытанных образцов.

Испытывая такие образцы-кубы, подбирают состав бетона для обеспечения заданной марки и систематически контролируют обеспечение этой марки в процессе изготовления продукции.

Для сборных конструкций установлены следующие проектные марки бетона по прочности на сжатие: тяжелого бетона—150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 кгс/см2; легкого бетона на пористых заполнителях--25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250 и 300 кгс/см2; ячеистого бетона — от 25 до 200 кгс/см2 в зависимости от их плотности.

Помимо марки по прочности на сжатие для конструкций специального назначения устанавливаются и контролируются марки по прочности на изгиб, осевое растяжение и др.

К другим характеристикам бетона относятся также плотность бетона и его объемная масса, пористость, водопоглощение, водонепроницаемость, теплопроводность, звукопоглощение.

Высокая водонепроницаемость бетона нужна для конструкций, работающих под напором воды, например резервуаров, плотин. Водонепроницаемость обозначается марками В-2, В-4, В-6, В-8, указывающими на максимальное давление воды в кгс/см2, выдерживаемое специальными бетонными образцами при испытании.

Теплопроводность является важной характеристикой бетона ограждающих конструкций отапливаемых зданий (панелей наружных стен, чердачных перекрытий и кровель). Чем выше теплопроводность, тем «холоднее» бетон, тем больше тепла уходит из помещения. Теплопроводность бетона и всякого материала зависит от его структуры, плотности, влажности. Поэтому толщина стеновых панелей из легких или ячеистых бетонов зависит от их марки (и следовательно, плотности). Так, например, если панель наружной стены изготовлена из легкого бетона марки 50, то ее толщина в условиях московского климата 30 см, если из бетона марки 100, то толщина при той же влажности уже 40 см. Панели наружных стен делают и из тяжелого бетона марок 200—300. Но в этом случае внутрь панели закладывают прослойку из теплоизоляционного материала: шлаковойлок, плиты из пеностекла и т. д. Такую панель в отличие от однослойной легкобетонной называют многослойной: два наружных слоя из тяжелого бетона толщиной по 4—5 см и средний слой теплоизоляция, по контуру и в середине наружные слои соединены между собой ребрами также из тяжелого бетона. Эти ребра являются проводниками тепла. Поэтому при формовании таких панелей нужно следить, чтобы толщина этих ребер (мостиков холода) не превышала заданного значения, чтобы в уложенном слое утеплителя не было разрывов и пустот, в которые попадает тяжелый бетон при укладке второго наружного слоя, вызывая тем самым дополнительную потерю тепла в доме.

Не менее важным свойством тяжелого бетона является его звукопроводность. Уменьшить этот недостаток бетонных конструкций внутренних стен и перекрытий можно не только путем улучшения проектировщиками конструкций зданий или же улучшением качества строительства (более плотная заделка стыков панелей и т. д.), но и строгим соблюдением проектных размеров конструкции.

slugba111.ru