Виды и свойства бетона. Применение материала в строительстве. Свойства бетона


Свойства бетона

Свойства бетона

Реологические свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения.

Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.

Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.

При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.

Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

    Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
  • подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
  • жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
  • связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цементным тестом (Вц) и заполнителем (Взап): В= Вц + Взап. Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси - подвижность и жесткость.

Водопотребность заполнителя Взап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков.

Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность.

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона - от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.

Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости.

При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Есж = Ер = Еб.

Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки.

Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя - щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми.

Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести.

Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих. Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 суток выдержки в камере нормального твердения или через 7 суток после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность - наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м. С°).

Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры. Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения

 

vogean.com

Бетон: свойства и область применения

Самый применяемый материал в строительстве — бетон. Список его разновидностей постоянно расширяется. Современные бетоны разрабатывались под обеспечение решения специальных задач. Их составы отличаются вяжущим веществом и заполнителями. Различают силикатные, гипсовые, шлакощелочные, цементные, специальные, гипсовые и пр. основы. Поэтому смеси имеют разнообразные характеристики.

Свойства

Применением во многих сферах жизни продукция обязана своим специфическим качествам: влаго- и шумонепроницаемости, прочности, гибкости, однородной прочности, теплопроводности, морозоустойчивости и пр. Различают составы: особо легкие (легкие) и тяжелые (особо тяжелые). Объемная плотность бетона (от 400 кг/м3 до 2500 кг/м3 и более) формируется технологией выработки, задает величины показателей качества и сферы применения. Конечные свойства бетонного изделия в своей основе соответствуют той или иной его марке.

Вернуться к оглавлению

Прочность

Характеризует сопротивляемость материала давлению на сжатие. На прочность изделий влияют качество цемента и заполнителей, точность дозирования и качество смешивания составляющих. Прочность материала увеличивается в нормальных условиях (влажности и температуры) протекания физико-химических взаимодействий вяжущего вещества с водой. Набор качества бетоном продолжается до 30 суток. Известные классы продукции по прочности (от В1 до В60) соответствуют определенным ее маркам. К примеру, М400 соотносится с классом В30, который сохраняет качество прочности при предельном значении давления 30 МПа/м. кв.

Вернуться к оглавлению

Водонепроницаемость

Жидкая среда, в которой работают бетонные изделия, разрушает их, вымывая легкорастворимые компоненты. В частности, гашеную известь, которая является водорастворимым веществом. Кислоты, растворенные в грунтовых водах и осадках, также усиливают процессы разрушения. Водонепроницаемость определяет, при каком давлении столба жидкости (в килограммах на 1 см. кв. площади) сохраняется данное эксплуатационное качество материала.

Показатель гидроустойчивости классифицируется в пределах от W2 до W20. Защиту бетону создают применение сульфатостойкого портландцемента, специальных пленкообразующих покрытий, введение в растворы гидрофобных, препятствующих проникновению влаги, и уплотняющих добавок.

Вернуться к оглавлению

Морозостойкость

Замораживание изделий приводит к превращению внутренней воды, находящейся в порах, в лед. Он создает внутренние напряжения, что приводит к растрескиванию и разрушению тела готовых изделий. Таким образом, повышенная пористость продукции увеличивает доступ влаги в материал, что снижает его морозостойкость. Она определяет количество циклов заморозки и оттаивания материала при потере прочности на сжатие и массы вещества в установленных пределах (допустимые значения — 5%). Характеристика обозначается буквой F. Выпускается достаточно бетонов определенных марок морозостойкости от F25 до F1000.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность

Диаграмма теплопроводности материалов.

Плотность материала определяет его теплопроводность. Бетонам приходится работать в разных температурных условиях, в которых состав материала усаживается и теряет прочность. Причина — испарение внутренней воды. Итог — появление трещин и последующее разрушение. Эксплуатация конструкций при постоянном воздействии высоких температур требует применения жаростойких рецептур (BR) соответствующего класса (от U3 до U18). В условиях регулярных воздушных и водных термосмен используют смеси определенных марок термостойкости. В пределах допусков применения материал не деформируется и сохраняет прочность.

Вернуться к оглавлению

Пористость

В бетоне всегда имеются поры. Полностью их исключить из материала невозможно. Развитые технологии производства позволяют создавать продукцию с заданными требуемыми для применения параметрами пористости.

Вернуться к оглавлению

Усадка и деформация

Высыхание бетона приводит к уменьшению объема материала. Усадка находится в пределах 1%. Вызревание смесей также сопровождается преимущественно поверхностными деформациями. Для минимизации проблем применяют минеральные добавки, которые регулируют деформацию и улучшают другие их свойства.

Вернуться к оглавлению

Области применения

Безопасную и долговечную эксплуатацию объектов обеспечивает правильное применение бетона. Предназначение составов определило их подразделение на: жаростойкий, конструкционно-теплоизоляционный, коррозионностойкий, дорожный, гидротехнический, общестроительный, а также бетон для транспортного строительства.

Вернуться к оглавлению

Конструкции из железобетона

Их основа — напрягающий цемент, увеличивающий объем при застывании. Разнонаправленные внутренние нагрузки арматуры и бетона позволяют изделиям становиться самонапряженными. Это способствует работе на сгиб, сжатие, прогиб и т. д.

Вернуться к оглавлению

Гидросооружения

К классу и маркам бетонных смесей для них предъявляются самые высокие требования. Используются марки бетона по морозостойкости от F200. Здесь зарекомендовали себя бетоны от М350 и выше, которые имеют короткий период схватывания, обладают надежностью, прочностью.

Вернуться к оглавлению

Покрытие дорог

Дорожные плиты шоссе и аэродромов льют из бетона М350. Марка выдерживает большие вертикальные динамические нагрузки. Марки М100 и М200 имеют свойства, позволяющие их использовать для отливки подушки под бордюры. В зонах с суровым климатом бетонные смеси должны иметь параметры морозостойкости выше F800.

Вернуться к оглавлению

Закладка и отделка стен

Перекрытия и стены формируются с обеспечением высокого уровня надежности. С этой задачей справляются тяжелые бетонные смеси. Однако теплопроводность составов имеет высокую величину, поэтому для завершающей отделки стен его использовать нецелесообразно.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Бетон широко применяется для реализации любых объектов, которые эксплуатируются в разнообразных условиях. Рецептуры смесей перекрывают весь диапазон специфических строительных задач, требующих обеспечения смесями заданных качеств.

kladembeton.ru

Виды и свойства бетона. Применение материала в строительстве

Содержание статьи:

Бетон является универсальным материалом для строительства, который в течение нескольких десятилетий остаётся незаменимым веществом для возведения сооружений любого назначения, габаритов и сложности. После полного высыхания он становится очень прочным, надёжным и долговечным веществом. Узнаем подробнее об этом материале.

Применение бетона

Применение бетонаПрименение бетона

В большинстве случаев бетон является основным компонентом для формирования и последующего возведения фундамента любого строения. Стоит отметить, что этот материал может быть применён вне зависимости от того, какова структура строения:

  • кирпичная,
  • панельная,
  • из шлакоблока.

Несмотря на то, что возведение любого фундамента не обходится без применения большого количества бетона, не стоит считать, что сфера его использования ограничивается лишь возведением фундаментов. При современном развитии строительных технологий без использования данного вещества невозможна кладка стен вне зависимости от того, на основе каких материалов предполагается возвести конструкцию.

Состав бетона

Состав бетонаСостав бетона

Рассмотрим состав бетона. При обширном комплексе универсальных и практичных параметров материал производится на основе достаточно простых веществ и материалов. В своём классическом виде он состоит из следующих веществ:

  1. Связующий материал.
  2. Цемент.
  3. Гравий.
  4. Вода.

Свойства бетона

Свойства бетонаСвойства бетона

По свойствам бетон подразделяют на жидкий, товарный или жирный. А вот некоторые признаки, по которым их отличают:

  • В зависимости от назначения материала.
  • В зависимости от вяжущего вещества. В большинстве случаев это цемент.
  • По структуре материала:
    1. крупнозернистый,
    2. ячеистый.
  • В зависимости от типа заполнения:
    1. плотный,
    2. специализированный,
    3. пористый.
  • В зависимости от условий применения:
    1. в условиях повышенной влажности,
    2. в стандартных условиях,
    3. в условиях повышенного или пониженного давления.
  • В зависимости от процента связующего материала относительно общего объёма вещества.

Совет! В зависимости от целесообразности и имеющихся обстоятельств, в бетон могут добавляться различные, полезные примеси.

Виды бетона

Виды бетонаВиды бетона

Бетон — это один из самых древних строительных материалов, но даже спустя много веков без него невозможно представить никакое современное строительство. Как минимум, из этого материала делается фундамент будущей стройки. Но, к сожалению, многие люди просто не знают, что кроме смеси для фундамента существуют и многие другие виды этого строительного материала. Сейчас мы предоставим вам краткий перечень видов этого материала и их назначения.

Бетон для наружных работ

Как известно, существуют определенные виды, наиболее подходящие для наружных работ:

  • Железобетон — являет собой сочетание бетонной смеси и стальной арматуры. Многие знают этот тип материала — железобетонные плиты.
  • Керамзитобетон представляет собой лёгкую бетонную смесь с наполнителем, состоящим из керамзита. Он используется для удешевления строительства, а кроме того, значительно снижает вес конструкции.
  • Гидротехнический бетон получил своё название за повышенные гидроизоляционные свойства. Как правило, он применяется при строительстве в болотистой местности или в таких местах, где бывают наводнения.
  • Бутобетон – материал, состоящий из бетонной смеси и каменного наполнителя. Он широко используется в индивидуальном строительстве при возведении фундамента, а также других массивных конструкций. Процесс укладки этого бетона состоит в укладывании слоя бетона примерно в 20-30 см, а затем помещения в него камней.
  • Холодный бетон – содержит в себе добавки, позволяющие ему твердеть даже в минусовую температуру без подогрева.

Также существуют основные виды бетона, применяемые для внутренней отделки:

  • Гипсобетон – это самый распространённый материал, используемый при внутренней отделке. В его основе используется гипс с наполнителями: камень, дерево и другие материалы. Его главный недостаток состоит в пониженной устойчивости к влаге, из-за этого он применяется только во внутренних работах.

 

  • Ячеистый бетон принято разделять на два подвида:

 

  1. — Газобетон, получающийся при смешивании бетонного раствора и алюминиевой пудры – в результате смешивания протекает химическая реакция, при которой происходит образование водорода, его пузырьки увеличивают объем примерно в 4-6 раз. После этого смесь помещается в автоклав, где происходит процесс твердения и на выходе получается строительный блок.
  2. Пенобетон представляет собой смесь из бетонной смеси и пенообразующих добавок, при смешивании которых образуется пористая структура. В отличие от газобетона, твердение пенобетона происходит в естественных условиях, и он может быть сразу залит в нужную форму.

 

  • Ячеистый бетон хорошо справляется с теплоизоляцией, прочен, а также хорошо изолирует звук.

 

Класс бетона и марка

Марки бетона по своей прочности находятся в диапазоне значений от м 50 до 1000. Как проверить марку? Этот процесс происходит в лабораторных условиях за счет сжатия опытных образцов бетона с помощью специального пресса. Также применяются ультразвуковые методы, ударный импульс и другие.

Совет! Чтобы выяснить, какова прочность бетона, существуют классы — показатели фактической его прочности. Переводить марку в класс бетона важно при проведении расчетов конструкций.

Марки бетона — таблица

Предлагаем посмотреть таблицу с классами и марками бетона.

Таблица марок бетона Марки бетона — таблица

Противоморозная добавка в бетон

Противоморозная добавка в бетонПротивоморозная добавка в бетон

В наше время здания и сооружения строят при любой погоде, поэтому работы, связанные со строительством, выполняются практически любой сложности.

При возведении зданий зимой возникают некоторые сложности с бетоном из-за очень низких температур — происходит его быстрое замерзание. При этом он не набирает необходимую прочность и структура разрушается. Для того, чтобы этот материал успел хорошо застыть, обычно используют искусственный подогрев залитого пространства, однако это очень трудоёмкий процесс. Проще всего будет использовать для бетона противоморозные добавки, доступные каждому. Они не составляют труда при использовании, очень легко растворяются в простой воде и смешиваются с бетоном. По консистенции добавки бывают:

  • порошкообразные,
  • жидкие,
  • пастообразные.

Выбирать противоморозную добавку нужно непосредственно перед самым началом строительных работ и учитывать местные погодные условия (температуру, скорость ветра). Также некоторые добавки позволяют не только застыть раствору при значительной низких температурах, а еще и ускорить процесс бетонирования, не сказываясь на его прочности. Массу вносимой добавки измеряют с учетом активности раствора, его вида и маркировки.

Совет! Используемый вид противоморозной добавки должен зависеть напрямую от марки цемента, подвижности и водной основы бетона.

В подобранный бетон добавляются противоморозные добавки, предварительно разведенные в воде. Далее замешивается раствор необходимой рабочей консистенции, который не требует больше никаких изменений и дополнений.

Количество добавок в бетон не должно превышать установленные нормы допуска. Однако если все же есть необходимость превышения массы добавки, то добавляется ингибитор коррозии стали в замешанный раствор. Если противоморозная добавка используется для бетона типа В/Ц меньше 0,5, то её дозировка должна иметь минимальные показатели. В случае, когда применяется тип В/Ц больше 0,5, то дозировка добавок дойдет до максимума.

Совет! Подбор количества добавки очень важен, так как в случае переизбытка противоморозного вещества в бетоне процесс бетонирования будет долгим. Это отрицательно сказывается на качестве. Если положить недостаточное количество добавки, то вещество просто замерзнет, не успев застыть.

Специальные добавки в бетон в зимнее время, конечно же, неплохо использовать при низких температурах, так как они позволяют бесперебойно продолжать строительные работы. Однако их содержание все же сказывается неким образом на свойствах бетона. Но и это не помешает строительству, потому что существуют также добавки комплексного типа, компенсирующие все эти негативные свойства.

 

Полезные советы

А теперь по традиции — несколько полезных советов:

  1. Заливку бетона важно проводить не позднее, чем через 4-6 часов после работ по замешиванию материала.
  2. В солнечный день защитите уложенный бетон – важно оградить его от прямого попадания лучей. Используйте как можно больше средств для этого — листы шифера, рубероид и другие материалы.
  3. Из второго совета следует, что завезти бетон и уложить лучше утром или после заката.
Loading...Loading...

mybuilding.tips

Основные свойства бетона - Специальные виды работ в строительстве

Важнейшие физико-механические свойства бетона: прочность, плотность, пластичность, водонепроницаемость и огнестойкость.

Прочность. Наиболее важным показателем механических свойств бетона является способность его сопротивляться разрушению от действия нагрузок, увеличение которых разрешается до известного предела. Для оценки прочности бетона на сжатие принимается его марка. Под маркой бетона понимают предел прочности при сжатии образцов, изготовленных в виде кубов размерами 20х20х20 см,твердеющих в течение 28 суток. Предел прочности выражается в кг/см2. СНиП устанавливают следующие марки:

а) для обыкновенных бетонов: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600;

б) для легких бетонов: 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200 и 300.

Прочность бетона зависит от активности цемента, качества песка, щебня или гравия, воды, а также от условий перемешивания, транспортировки, укладки, твердения и возраста бетона.

Плотность. Бетон нельзя назвать совершенно плотным материалом, так как в нем всегда имеются воздушные поры, образовавшиеся в результате испарения воды или проникновения в бетонную смесь воздуха. Поэтому под плотностью следует понимать степень заполнения объема бетона твердым веществом. Например, плотность бетона 0,95 означает, что 95% объема составляют входящие в него твердые материалы, а 5% - поры. Для получения плотного бетона стремятся, чтобы количество воды в смеси было возможно наименьшим и чтобы зерна заполнителей имели различную величину, способствующую уменьшению количества пустот.

Пластичность. Характеризуется подвижностью бетонной смеси, которая при укладке должна хорошо заполнить все изгибы конструкций без раковин и пустот. Бетон бывает жесткий, пластичный   и   литой.

Качество пластичных бетонных смесей оценивают при помощи прибора, называемого стандартным конусом. Прибор представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 30 см с диаметром верхнего основания 10 см и нижнего 20 см.

Конус заполняют бетонной смесью в три слоя, каждый из которых уплотняют стальным стержнем. После снятия формы бетонная смесь оседает. Величина осадки, измеренная в сантиметрах, дает числовую характеристику пластичности бетона. Среднее арифметическое из трех определений принимают за окончательный результат пластичности бетонной смеси.

Существуют следующие показатели пластичности:

Измерение осадки бетонной смеси представлено на схеме 70.

Рис. 70. Измерение осадки бетонной смеси:   h и h' величины осадки конуса

Водопроницаемость. Степень водопроницаемости характеризуется величиной наибольшего давления воды, при котором последняя   просачивается через бетонный образец. Водопроницаемость бетона зависит от его плотности и структуры, величины напора воды, возраста бетона и условий твердения.

Водопроницаемость бетона мала и может быть еще более снижена за счет подбора цемента, заполнителей и добавок.

Огнестойкость. Огнестойкостью бетона называют способность его сопротивляться разрушению от воздействия высокой температуры.

Сооружения из бетона выдерживают нормальную эксплуатацию при температуре до 250° С.

Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме, т. е. дает усадку. Снаружи усадка происходит быстрее, чем внутри, в результате чего появляются трещины. Величина усадки обычно не превышает 0,15 мм на 1 м. Правильно подобрав состав бетона, можно значительно уменьшить величины усадок или совсем не допустить их.

При твердении бетонной смеси выделяется тепло (экзотермия бетона). В сооружениях можно наблюдать длительное повышение температуры бетона даже при низкой температуре воздуха, что позволяет производить бетонирование массивных конструкций без обогрева в зимних условиях.

svaika.ru

Свойства бетона и бетонной смеси

Свойства бетона и бетонной смеси

Важнейшими свойствами обыкновенного (тяжелого) бетона являются прочность и долговечность, которые зависят от качества материалов, от метода и качества укладки смеси в форму (или опалубку), от соотношения в бетоне вяжущего, воды, песка и щебня (гравия), от условий твердения.

К бетонной смеси предъявляют требования определенной степени подвижности и удобоукладываемости, что необходимо., ля плотной укладки смеси в опалубку или форму. Бетонная смесь не должна также расслаиваться на заполнители и цементное тесто до укладки и в ее процессе.

Свойства бетона

Прочность бетона. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, поэтому для лучшего использования его механических свойств все бетонные и железобетонные конструкции проектируют из условия передачи на бетон только сжимающих нагрузок.

В отдельных случаях строителей интересует прочность бетона при растяжении, но она невелика и обычно в 10-15 раз меньше прочности при сжатии.

Величина предела прочности при сжатии положена в основу деления бетонов на марки.

Марка бетона устанавливается по пределу прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 20 см, изготовленных из бетонной смеси и испытанных в возрасте 28 суток. До испытания образцы должны храниться во влажных условиях при температуре 15-20°; такие условия твердения бетона называются нормальными.

Усадка бетона может повлечь образование трещин в массивных и длинных конструкциях. Для уменьшения усадки следует избегать применения жирных бетонов (с большим расходом цемента), а использовать крупные заполнители хорошего зернового состава и соблюдать влажный режим твердения бетона.

Стойкость бетона. Долговечность бетонных конструкций зависит от способности бетона сопротивляться внешним воздействиям (воды, мороза, высоких температур). В зависимости от эксплуатационных условий стойкость бетона характеризуется морозостойкостью, коррозийной стойкостью и отношением к действию высоких температур.

Морозостойкость бетона особенно важна для конструкций, находящихся в условиях систематического увлажнения и замерзания. К ним относятся гидротехнические сооружения (плотины, шлюзы), дорожные покрытия, а также фундаменты, наружная поверхность стен и другие элементы зданий. Перед применением в таких конструкциях бетон должен испытываться на морозостойкость и выдерживать без видимых признаков разрушения заданное количество циклов замораживания и оттаивания, не теряя более 25% прочности.

По степени морозостойкости бетоны разделяются на марки Мрз от 10 до 200.

Степень морозостойкости бетона устанавливается проектом в зависимости от вида конструкции, класса сооружения и условий его эксплуатации. Для гражданских и жилых зданий морозостойкость бетона не требуется выше Мрз 50.

Жаростойкость бетона. При длительном воздействии высокой температуры бетон несколько теряет свою прочность, но не разрушается. Это позволяет отнести бетон к огнестойким материалам и применять его для железобетонных дымовых труб и некоторых печей. Специальные жаростойкие бетоны применяются также для футеровок тепловых аппаратов.

Коррозия бетона под действием различных вод и газов чаще всего происходит в результате разрушения цементного камня, поэтому все виды коррозии портландцемента, рассмотренные ранее, остаются справедливыми и для бетона. Кроме того, при выборе заполнителей следует учитывать не только их прочность, загрязненность, зерновой состав, но также и химический состав породы. Иначе в агрессивной среде может произойти разрушение заполнителей, а затем и бетонной конструкции.

Свойства бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси. По степени подвижности различают бетонные смеси жесткие, подвижные и литые. Для оценки подвижности бетонной смеси имеется несколько способов. В практике широко применяется способ «осадки конуса», которым устанавливается степень растекаемости и связности бетонной смеси. Испытание производится с помощью металлической формы без дна в виде усеченного конуса высотой 30 см с диаметрами оснований — верхнего 10 и нижнего 20 см. Форма имеет две ручки и два упора.

Конус устанавливают на горизонтальный металлический лист или кусок линолеума, смачивают внутреннюю его поверхность и укладывают бетонную смесь в конус последовательно тремя слоями одинаковой высоты, штыкуют каждый слой 25 раз металлическим стержнем диаметром 16 мм и длиной 60 см с округленным концом. Наполнив конус, поверхность смеси приглаживают вровень с краями формы, после чего строго вертикально поднимают форму за ручки и ставят рядом с полученным образцом бетона. Освободившись от формы, смесь в той или иной мере оседает. Величина осадки в миллиметрах характеризует подвижность бетонной смеси: жесткая смесь не оседает, т.е. осадка ее равна О, подвижная дает осадку от 10 до 180 мм, а литая — более 180 мм. Литые смеси требуют большого расхода цемента для получения заданной прочности бетона и в настоящее время применяются редко.

Одновременно с осадкой устанавливается и степень связности бетонной смеси. Если связность не выходит из пределов нормы, смесь оседает правильно, не разваливаясь, и из нее не вытекает цементное молоко.

Рис. 1. Форма-конус для определения подвижности бетонной смеси: 1 — форма, 2 — ручки, 3 — упоры

Различают два состава бетона: номинальный, рассчитанный для сухих материалов, и полевой (рабочий), для которого учитывается естественная влажность материала.

Самым прочным и долговечным будет бетон наиболее плотный. Бетон высокой плотности может быть получен за счет большого расхода цемента или правильно выбранного соотношения между мелким и крупным заполнителем. Естественно, что второй способ более выгоден. Если соотношение между песком и щебнем (или гравием) выбрано правильно, то в таком бетоне зерна песка заполняют пустоты в щебне, а цементное тесто расходуется на обволакивание зерен заполнителя, обеспечивая этим необходимую подвижность бетонной смеси, и после затвердения — заданную прочность бетона.

Если песка в бетоне недостаточно для заполнения пустот в щебне, то для этого потребуется избыточное количество цементного тес, та. Иначе бетон будет пористым. Если количество песка больше оптимального (наиболее выгодного), то расход цемента тоже будет больше. На обволакивание поверхности мелких зерен песка нужно больше цементного теста, чем на обволакивание зерен крупного заполнителя.

Подбор-состава бетона заключается в следующем. Вначале рассчитывается ориентировочное количество материалов на 1 замес или на 1 мг бетонной смеси при условии получения абсолютно плотного бетона. Затем на этом количестве материалов приготовляется бетонная смесь, проверяется ее подвижность и готовятся образцы для определения прочности бетона.

Если подвижность бетонной смеси не соответствует заданной, то производят корректировку состава бетона способом, приведенным ниже.

Порядок подбора состава бетона следующий: — устанавливают характеристики исходных материалов (цемента, песка и гравия или щебня): их удельные и объемные веса, пустотность гравия (щебня), марку цемента; определяют водоцементное отношение;— устанавливают расход цемента и воды на 1 м3 бетонной смеси, а также расход заполнителей;— проверяют подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси и при необходимости вносят поправки до получения требуемой подвижности;— находят окончательный номинальный состав бетонной смеси; пересчитывают номинальный состав бетонной смеси на полевой;— проверяют прочность бетона при испытании пробных образуют.

Рис. 2. График зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды: а — для бетона на заполнителе наибольшей крупности 10 мм, б — 20 мм, в — 40 мм, г. — 80 мм

Определение расхода заполнителей на 1 мг бетонной смеси. Если исходить из условия получения предельно плотной бетонной смеси, то сумма абсолютных объемов израсходованных цемента, воды, песка и гравия (щебня) на 1 м3 бетона должна быть равна 1000 л.

Абсолютный объем сухих материалов равен весу, деленному на их удельный вес, а абсолютный объем воды (В) соответствует ее весу.

Два первые числа этого уравнения (расход цемента и воды) известны. Остается определить расход песка и щебня, для этого предполагают, что цементно-песчаный раствор (цемент, вода и песок) должен заполнить пустоты в крупном заполнителе. Но если количество раствора будет строго соответствовать объему пустот в крупном заполнителе, то такая бетонная смесь окажется жесткой, неудобоукладываемой, потому что зерна щебня (гравия) будут соприкасаться между собой, и при этом возникнет большое трение. Чтобы получить удобоукладываемую бетонную смесь, следует несколько раздвинуть зерна крупного заполнителя, поместив между ними немного цементного раствора. Он будет выполнять роль смазки и уменьшит трение между зернами щебня (или гравия). Следовательно, количество раствора должно быть несколько большим, чем пустотность крупного заполнителя.

Величина, учитывающая раздвижку зерен щебня цементным раствором, называется коэффициентом раздвижки зерен и обозначается греческой буквой а (альфа). Этот коэффициент бывает тем больше, чем подвижнее нужно получить бетонную смесь. Для жестких бетонных смесей он равен 1,05-1,10 (т. е. раствора берут на 5-10% больше объема пустот в крупном заполнителе), а для подвижных смесей его принимают равным 1,20- 1,30 и более.

Проверка подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси. После предварительного расчета состава делают пробный замес бетонной смеси (объемом 10 л), определяют осадку конуса и удобоукладызаемость, если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, увеличивают количество цемента порциями по 10% от первоначально взятого и одновременно добавляют соответствующее водоце-ментному отношению количество воды. Если же смесь оказалась слишком подвижной, то добавляют песок и щебень тоже порциями (10% первоначального количества), проверяя при этом каждый раз осадку конуса и удобоукладываемость.

При подборе состава бетона рекомендуется одновременно производить три замеса, отличающихся расходом песка. В первом замесе расход песка равен расчетному, а в других на 10 и 20% больше. Из трех составов выбирают тот, в котором меньше расход цемента при заданной подвижности смеси.

Пересчет номинального состава бетонной смеси на полевой. Номинальный состав бетонной смеси пересчитывается на полевой на основании установленной естественной влажности песка и гравия (щебня).

Количество влажных заполнителей увеличивается настолько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчетному, а количество вводимой в замес воды уменьшается на величину, равную содержанию воды в заполнителях.

Проверка прочности бетона. Из подобранного состава бетонной смеси готовят бетонные образцы кубической формы размером 20×20×20 см, уплотняя при этом смесь вибрированием или штыкованием. До момента испытания образцы должны выдерживаться в нормальных условиях.

В результате произведенных расчетов получен следующий ориентировочный номинальный состав бетона: цемента — 235 кг\ воды — 190 л; песка — 614 кг; щебня — 1370 кг. Водоцементное отношение 0,81.

Принимая этот состав бетона за исходный, готовим 10 л бетонной смеси. Количество материалов на этот замес берем в 100 раз меньше рассчитанного: цемента 2,35 кг, воды 1,9 л, песка 6,14 кг, щебня 13,7 кг.

Второй состав бетона дал требуемую осадку конуса 50 мм, а показатель удобоукладываемости ее составил 15 сек. Тогда номинальный состав бетона будет следующий: цемент — 259 кг\ вода — 209 л; песок — 614 кг; щебень — 1370 кг.

Из бетона второго состава приготовляем шесть образцов размером 20X20X20 см и испытываем три образца через 7 дней и оставшиеся 3 — через 28.

Если средний предел прочности при сжатии образцов в возрасте 28 дней окажется либо равным, либо превышающим не более чем на 15% заданную марку бетона (200), то этот состав бетона считается удовлетворяющим заданию. Если же средний предел прочности образцов будет меньше или превысит более чем на 15% заданную марку бетона, — следует соответственно увеличить или уменьшить на 10% расход цемента. Затем снова приготовить и проверить подвижность, удобоукладываемость и прочность бетона с новым расходом цемента.

Приведенный выше состав бетона дает объем бетонной смеси несколько больший, чем 1000 л. В данном случае, разделив расходы сухих материалов на их удельные веса и сложив полученные таким образом абсолютные объемы цемента, воды, песка и щебня, получим абсолютный объем бетонной смеси, который составит 1100 л. Превышение в 100 л объясняется тем, что был увеличен на 20% объем цементного раствора для раздвижки зерен крупного заполнителя (коэффициент раздвижки зерен был принят равным 1,20) и на 10% -абсолютный объем цемента и воды для получения бетонной смеси заданной подвижности.

В данном случае, чтобы расход материалов точно соответствовал 1000 л бетонной смеси, следует расчетное количество всех материалов уменьшить на 10%, так как 100 л составляет 10% от 1000 л.

Тогда окончательный номинальный состав бетона будет равен:цемент — 233 кг;вода — 188 л;песок — 553 кг;щебень — 1233 кг.

Обозначается этот состав бетона таким образом: при расходе на 1 м3 бетона 233 кг цемента и при водоцементном отношении — 0,81 отношение сухих материалов будет 1: 2,37: 5,30 (по весу).

При выражении состава бетона по объему требуется вес материалов перевести в насыпной объем.

По техническим соображениям для бетона в зависимости от условий службы конструкций установлены допустимые наименьшие расходы цемента. Если при подборе состава бетона расход цемента меньше, указанного ниже, его следует соответственно увеличить.

Так, для надземных конструкций, не подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, минимальный расход цемента установлен для неармированных конструкций 200 кг, а для армированных 225 кг на 1 м3 бетона. В конструкциях, подверженных замерзанию в насыщенном водой состоянии, расход цемента на 1 м3 бетона соответственно увеличивается на 25 кг. Для неармированных конструкций расход цемента составит 225 кг/м3, а для армированных — 250 кг/м3. Если же эти конструкции дополнительно испытывают напор воды, минимальный расход цемента установлен еще выше: для неармированных — 250 кг/м3, для армированных — 275 кг/м3.

Читать далее:Битуминозные кровельные и гидроизоляционные материалыАсфальтовые и дегтевые растворы и бетоныДегти и пекиПриродные битумыБитуминозные материалыНеорганические теплоизоляционные материалыОрганические теплоизоляционные материалыАсбестоцементные изделияМатериалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих веществИзделия на основе гипса

stroy-server.ru

3.3. Свойства бетона

Основными свойствами тяжелого бетона являются прочность, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость, усадка и расширение, стойкость против коррозии.

3.3.1. Прочность. Бетон работает под нагрузкой как единый композиционный материал, и в формировании его прочности участвуют цементный камень, зерна заполнителя и контактный слой между ними, то есть прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителей в тяжелом бетоне должна быть выше заданной марки бетона, поэтому мало влияет на последнюю. Таким образом, прочность бетона определяется в основном двумя факторами:

Прочность цементного камня зависит от его активности (марки) и отношения В/Ц. Чем прочнее цементный камень, тем при прочих равных условиях выше марка цемента.

Зависимость прочности цементного камня от В/Ц объясняется следующим. Цемент при твердении химически связывает не более 20-25 % воды от своей массы. Но для обеспечения необходимой удобоукладываемости цементного теста необходимо брать 40-80 % воды. Вода необходима еще для смачивания поверхности заполнителей; большая удельная поверхность которых требует большего расхода воды. Поэтому, чем больше в бетоне свободной (химически не связанной воды), тем больше впоследствии будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность.

С другой стороны, если не обеспечить необходимую удобоукладываемость бетонной смеси, то из-за недоуплотнения в бетоне появятся крупные пустоты, что приведет к резкому снижению прочности бетона. На рис. 3.3 представлена зависимость прочности бетона от количества воды затворения.

Рис. 3.3. Кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при неизменном расходе цемента и способе уплотнения):

1 – слишком жесткие недоуплотненные бетонные смеси; 2 – смеси с оптимальным количеством воды затворения; 3 – подвижные смеси;

4 – литые бетонные смеси

Левая часть кривой соответствует недоуплотненным смесям, слишком жестким для данного способа уплотнения. При возрастании количества воды затворения бетонная смесь укладывается плотнее, уменьшается объем пустот, а прочность бетона повышается. При оптимальном (для данного способа уплотнения) количестве воды бетон имеет наибольшую прочность и плотность, что соответствует максимуму на кривой прочности. Дальнейшее увеличение воды разжижает бетонную смесь, повышает ее подвижность. Однако добавляемая вода лишь частично связывается цементом, а избыток ее образует в бетоне поры. В результате прочность бетона понижается, что соответствует правой части кривой.

Для каждой бетонной смеси существует оптимальное количество воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон с минимальной пористостью и наибольшей прочностью.

Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен заполнителей должна быть чистой и шероховатой. Например бетон на щебне при прочих равных условиях прочнее бетона на гравии, а на дробленом песке выше, чем на природном. В обобщенном виде этот показатель называется коэффициентом качества заполнителей (А), его численные значения приведены в работе 3.

Зависимость прочности бетона от Ц/В, марки цемента и качества заполнителей можно описать уравнением вида:

RБ = АRЦ (Ц/В ± 0,5).

Приведенная формула предложена И. Боломеем и уточнена Б.Г. Скрамтаевым, она выражает основной закон прочности бетона и используется для определения состава бетона по заданным параметрам.

Для обычных бетонов (марок ниже М500) и при В/Ц более 0,4 формула имеет вид:

RБ = АRЦ (Ц/В – 0,5),

а для высокопрочных бетонов при В/Ц менее 0,4

R Б = АRЦ (Ц/В + 0,5).

Прочность бетона оценивают по среднему арифметическому значению результатов испытания образцов данного бетона через 28 суток нормального твердения. Для этого используют образцы-кубы размером 150×150×150 мм, изготовленные из бетонной смеси. Особенности приготовления и методы определения прочности бетона регламентированы стандартом и изложены в работе 1.

Марка бетона – округленное (всегда в меньшую сторону) значение прочности. Для тяжелого бетона установлены следующие марки по прочности на сжатие: 50, 75, 100, 150, 200, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 и 800 кгс/см2. Например, если средняя прочность 33 МПа, то марка бетона М300.

Прочность бетона при нормальных условиях твердения повышается приблизительно пропорционально логарифму времени:

R28 = Rn lg28/lg n ,

где R28 – прочность бетона в возрасте 28 суток; Rn – прочность бетона в любой срок; lg n – десятичный логарифм возраста бетона, выраженного в сутках.

Эта формула применима только для обычного портландцемента средних марок и дает удовлетворительные результаты, начиная с n > 3.

3.3.2. Класс бетона – это численная характеристика прочности, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (обычно 0,95). Это значит, что установленная классом прочность достигается не менее чем в 95 случаях из 100.

ГОСТ 26633–85 устанавливает следующие классы тяжелого бетона по прочности на сжатие (МПа): 3, 5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 32,5; 40; 45; 50; 55 и 60. Обозначают класс бетона буквой В, справа от которой ставят прочность в МПа.

Между классом бетона В и его средней кубиковой прочностью RБ имеется зависимость:

В = RБ (1– t СВ),

где t – коэффициент, характеризующий принятую обеспеченность класса бетона. При обычно принимаемой обеспеченности 0,95, t = 1,645;

СВ – коэффициент вариации бетона,%.

Соотношение между классами и марками неоднозначно и зависит от однородности бетона, которая оценивается коэффициентом вариации. Чем меньше коэффициент вариации, тем однороднее бетон. Класс бетона одной и той же марки заметно увеличивается при снижении коэффициента вариации. Строительными нормами принят нормативный коэффициент вариации прочности бетона, равный 13,5 % и характеризующий технологию бетонных работ как удовлетворительную.

3.3.3. Плотность и пористость. Бетон, плотный на вид, имеет заметную пористость. Причина ее возникновения кроется в избыточном количестве воды затворения. Общая пористость включает микропоры геля и капиллярные поры и может составлять 12-19 %. Большое влияние на проницаемость и морозостойкость бетона оказывает количество капиллярных пор.

Высокая плотность бетона достигается при тщательно подобранном зерновом составе заполнителей, оптимальном количестве цементного теста, снижении водоцементного отношения, тщательном уплотнении, пониженном количестве воды затворения, оптимальных условиях твердения, а также при введении в бетонную смесь пластифицирующих добавок.

3.3.4. Водопроницаемость бетона. По водонепроницаемости тяжелый бетон делят на марки: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W16, W18, W20. Марка обозначает давление воды (кгс/см2), при котором образец–цилиндр высотой 15 см пропускает воду при стандартных испытаниях.

Для снижения водопроницаемости необходимо применять заполнители высокого качества, а также использовать специальные уплотняющие добавки (жидкое стекло, хлорное железо).

3.3.5. Морозостойкость – главный показатель, определяющий долговечность бетонных конструкций в нашем климате. Морозостойкость бетона оценивают путем попеременного замораживания при минус (18±2) 0С и оттаивания в воде при (18±2) 0С предварительно насыщенных водой образцов испытуемого бетона. За марку по морозостойкости принимают наибольшее число циклов «замораживания – оттаивания», в течение которых прочность на сжатие снижается не более чем на 5 % по сравнению с прочностью контрольных образцов. Установлены следующие марки бетона по морозостойкости: F25, F35, F50, F75, F100…F1000. Предусмотрены методы испытаний в растворе соли или глубоким замораживанием до минус (50±5) 0С.

Для получения бетонов высокой морозостойкости необходимо добиваться минимальной капиллярной пористости (не выше 6,5-6 %). Это возможно путем снижения содержания воды в бетонной смеси, что возможно при использовании:

  • жестких бетонных смесей, интенсивно уплотняемых при укладке;

  • пластифицирующих добавок, повышающих удобоукладываемость бетонных смесей без добавления воды;

  • гидрофобизации (объемной или поверхностной) бетона. В этом случае снижается водопоглощение бетона и повышается его морозостойкость.

Контрольные вопросы

1. Что относят к крупным и мелким заполнителям?

2. Чем щебень отличается от гравия?

3. Какие основные свойства щебня?

4. Какие функциональные назначения крупного и мелкого заполнителя?

5. Для каких материалов определяют модуль крупности?

6. Расскажите о составе бетона.

7. Расскажите о свойствах бетонной смеси? Каковы физико-механические свойства бетона?

8. Как оценивают прочность бетона?

9. Чем отличается класс бетона от его марочной прочности?

10. Как подбирают состав бетона?

11. Как происходит твердение бетона?

12. Почему бетон всегда имеет некоторую пористость?

studfiles.net

Свойства бетона — изучаем подробные характеристики материала

Узнать свойства бетона перед началом работы нужно обязательно, ведь из этого материала делаются самые ответственные конструкции дома, от которых зависит его долговечность и безопасность. Бетон имеет множество характеристик, каждая из которых очень важна в процессе его дальнейшей эксплуатации.

Характеристики бетона — что нужно о них знать ↑

Проверка бетона на прочность — видео

Одно из самых важных свойств любого бетона — это его прочность. Это показатель, определяющий марку бетона. На неё влияет сцепление частичек цемента с наполнителями (гравием, щебнем и т.д.).

Для определения этого показателя изготавливают контрольный кубик с 15- или 20-сантиметровыми гранями и тестируют на сжатие и другие нагрузки. Чем большее давление выдерживает «подопытный», тем более высокая марка ему присваивается. На сегодняшний момент марки бетона могут варьироваться от М 50 до М 800.

Можно определить прочность готовых бетонных конструкций — такие замеры осуществляются сотрудниками специализированных лабораторий.

Плотность — это соотношение массы состава к его объёму. Чем она выше, тем в более сложных условиях может эксплуатироваться то или иное сооружение. В зависимости от этого показателя бетоны разделяются на особо лёгкий, лёгкий (к примеру, пенобетон), тяжёлый и особо тяжёлый. Самое большое влияние на плотность имеют его наполнители, например барит в тяжёлом бетоне или вермикулит в лёгком.

Прочие свойства бетона ↑

На видео продемонстрирован монолдитный бетон

Ещё один показатель — теплопроводность — в большинстве случаев напрямую зависит от плотности бетона. Как правило, чем легче этот материал, тем ниже его теплопроводность. Кроме того, на этот показатель влияет и влажность бетона — чем большее количество воды в его составе, тем он выше. Обращать внимание на этот показатель (он должен быть невысоким) нужно обязательно, поскольку большая теплопроводность ведёт к неспособности материала сохранять тепло внутри помещения в зимнее время. Вследствие этого конструкции из тяжелого бетона нужно утеплять гораздо тщательнее, чем из лёгкого. Впрочем, у лёгкого материала, теплопроводность которого близка к идеальной, есть и недостаток — конструкции из него не столь прочны и надёжны.

Морозостойкость —  это количество циклов размораживания и замораживания для какой-либо конструкции без снижения прочности на сжатие не более чем на 5%. Этот показатель обозначается буквой «F» и цифрами от 50 до 500. Более высокая цифра обозначает большее количество циклов. Стоит заметить, что этот показатель никоим образом не влияет на способность материала застывать при температурах ниже нуля. Поэтому в зимнее время для ускорения застывания в состав вводят противоморозные добавки, а залитые бетоном конструкции — обогревают специальным способом.

Следующее свойство этого материала — водонепроницаемость. Чем выше уровень данного показателя, тем более стойким к влаге будет бетон, а значит, его можно заливать без дополнительной гидроизоляции в местах большого скопления воды (например, при строительстве бассейна). Однако при этом нужно соблюдать одно условие — заливка полов и стен должна быть монолитной. Узнать, каков показатель водонепроницаемости у определённого бетона можно по маркировке, которая обозначается цифрами от 2 до 20 и литерой «W».

Также стоит обратить внимание на огнестойкость, то есть способность оставаться в неизменном виде под влиянием открытого огня. Под воздействием высоких температур в материале начинают происходить необратимые изменения, приводящие к разрушению, а значит, этот показатель должен быть как можно более высоким. Предельная огнестойкость бетона составляет примерно от двух до пяти часов.

Что такое осадка конуса бетона? ↑

Немаловажное значение имеет и пластичность бетона, которая определяется с помощью специального конуса. Пластичность в данном случае — это способность материала заполнять весь объем без оставления пустот. Показатель этот очень важен, поскольку оставшиеся в конструкции пузыри воздуха негативно повлияют на её надёжность.

Для измерения пластичности используют усечённый металлический конус, размеры которого зависят от испытуемого бетона. Конус заполняют составом в несколько заходов, протыкая каждый слой металлическими штырями. После полного заполнения и удаления излишков конус медленно убирают. Чем выше показатель пластичности, тем качественнее в работе.

На сегодняшний день этот способ считается морально устаревшим. С усовершенствованием технологии изготовления бетона и появлением гораздо большего количества его разновидностей, для определения пластичности (вязкости) бетона стали использовать прибор под названием вискозиметр.

Усадка бетона ↑

Высыхание и твердение бетонной массы приводит к усадке, то есть к уменьшению объёма состава. В среднем этот показатель составляет примерно 4 мм на каждый метр конструкции. Увеличение его ведёт к тому, что на бетоне образовываются трещины, и монолитность конструкции снижается. Максимально интенсивно усадка бетона происходит в первые сутки после заливки, достигая ¾ от конечного значения. В целом же, чем ниже показатель усадки, тем прочнее получается конструкция, поэтому в бетон иногда вводят добавки, способствующие его снижению. При показателях влажности воздуха в 50-60% усадка прекращается примерно через полгода. Если же влажность стремится к 100%, то материал не даёт усадки, а наоборот, расширяется.

mastter.ru


Смотрите также