Свойства бетона

Важнейшие свойства бетона — средняя плотность прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Подбирая состав бетонной смеси, т. е. определяя соотношения между цементом, водой, мелким и крупным заполнителями, учитывают, что бетон должен иметь необходимую среднюю плотность, так как от этого зависят его прочность, морозостойкость и долговечность. Так, при возведении гидротехнических сооружений и емкостей для хранения воды и жидких продуктов плотность тяжелого бетона играет большую роль.

Показателем прочности бетона служит его класс (марка), который устанавливают по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 150×150 × 150 мм, изготовленных из рабочей бетонной смеси и твердевших в течение 28 сут в нормальных условиях. По пределу прочности на сжатие для тяжелого бетона установлены следующие классы: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; B15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60. Прочность бетона на сжатие зависит от активности цемента (реальной прочности цемента, т. е. класса, в момент применения), водоцементного отношения В/Ц, качества заполнителей (формы и размеров зерен, чистоты), степени уплотнения бетонной смеси и условий твердения. На цементах высокой активности изготовляют более прочные бетоны. Бетон различной прочности можно получить, изменяя количество воды в бетонной смеси. При уменьшении водоцементного отношения и интенсивном уплотнении прочность бетона увеличивается. На прочность бетона влияет качество заполнителей. Так, угловатая форма и шероховатая поверхность зерен щебня обеспечивают лучшее сцепление его с цементным камнем, чем гравия. Поэтому прочность бетона на щебне (при всех равных условиях) на 10 — 15% выше прочности бетона на гравии.

Морозостойкость определяет срок службы (долговечность) частей сооружений, подвергающихся многократному замораживанию и оттаиванию. К ним относятся наружные стены и покрытия жилых и промышленных зданий, наружные части гидросооружений, дорожные покрытия. По наибольшему числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживает бетон при стандартных испытаниях, устанавливают его марку по морозостойкости. Для тяжелых бетонов предусмотрены следующие проектные марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000, которые выбирают при проектировании сооружений в зависимости от условий работы бетона.

Морозостойкость определяется начальным В/Ц, видом вяжущего и его активностью, условиями твердения бетона, качеством заполнителей и другими факторами. Наиболее высокой водонепроницаемостью характеризуются бетоны на расширяющихся, безусадочных, глиноземистых, гидрофобных и пуццолановых портландцементах. Для повышения водонепроницаемости бетона в его состав вводят кремнийорганические добавки, а также добавки, способствующие уплотнению цементного камня: алюминат натрия, хлорное железо.

Водонепроницаемость бетона характеризуется наибольшим давлением воды, при котором на верхней поверхности образца не наблюдается просачивания воды. По водонепроницаемости тяжелые бетоны подразделяют на марки W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20, выдерживающие соответственно давление 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2 МПа.