Бетоны на неорганических вяжущих веществах

Бетон – это искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси, состоящей из:

1. вяжущего вещества;

2. воды;

3. заполнителей (песка, щебня или гравия);

4. специальных добавок (пластифицирующих, ускоряющих твердение).

Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы бетон к определенному сроку твердения имел заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

Бетон имеет конгломератное строение, т.е. состоит из большого количества зерен заполнителя, связанных с затвердевшим вяжущим веществом (цементом). Цемент составляет около 8-15 %, а заполнители – примерно 80-85 % от объема бетона. Поэтому в качестве заполнителей стремятся применять дешевые природные материалы (песок, гравий, щебень из металлургических шлаков.). Это дает возможность удешевить бетон. Вместе с тем рациональное снижение расхода цемента уменьшает усадку бетона при твердении на воздухе и снижает вероятность образования усадочных трещин.

Так как заполнители являются главной составной частью бетона, то именно их объемный вес (зависящий от пористости) определяет объемный вес и строение бетона.

В зависимости от объемного веса бетоны подразделяются на следующие виды:

- особо тяжелые Pm > 2500 кг/м³;

- тяжелые Pm = 2200-2500 кг/м³;

- облегченные Pm = 1800-2200 кг/м³;

- легкие Pm = 500-1800 кг/м³;

- особо легкие Pm < 500 кг/м³.

Тяжелые бетоны. Основные свойства. Тяжелый бетон чаще всего изготовляют на портландцементе, кварцевом песке и гравии или щебне из плотных горных пород.

Иногда к портландцементу добавляют активные (гидравлические), инертные (уплотняющие бетон) или пластифицирующие добавки.

Тяжелый бетон, кроме требуемой проектной прочности к определенному сроку, должен обладать нужной плотностью, водо- и морозостойкостью в соответствии с назначением изготовляемой конструкции.

Степень подвижности бетонной смеси должна соответствовать принятым способам транспортирования и укладки бетонной смеси. Бетонная смесь не должна расслаиваться. Показатели подвижности бетонной смеси и прочности бетона после затвердевания смеси являются основными при расчете ее состава.

Прочность бетона в конструкциях зданий и сооружений бетон может работать в различных условиях: на сжатие, изгиб, растяжение, скалывание и т.д. Лучше всего бетон работает на сжатие. Предел прочности при сжатии является важнейшей характеристикой прочности бетона.

Основными факторами, влияющими на прочность бетона, являются активность цемента и водоцементное отношение. Цементы высокой активности дают более прочные бетоны, однако при одной и той же активности цемента можно получить бетон различной прочности в зависимости от изменения количества воды в смеси. Эта зависимость была установлена проф. И. Г. Малютой в конце XIX столетия (1895 г.).

Для получения удобоукладываемой бетонной смеси отношение воды к цементу обычно принимают В/Ц=0,4-0,7, в то время как для химического взаимодействия цемента с водой требуется всего 15-20 % воды от веса цемента. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие с цементом, испаряется из бетона, образуя в нем поры, что ведет к снижению плотности и соответственно прочности бетона. Исходя из этого, прочность бетона можно повысить путем уменьшения водоцементного отношения и усиленного его уплотнения.

Ц/В – цементноводное отношение в бетоне: отношение веса цемента в единице объема бетонной смеси к весу воды в том же объеме смеси, за вычетом воды, поглощаемой заполнителями.

Марку цемента рекомендуется выбирать в зависимости от заданной марки бетона по прочности на сжатие:

Таблица 7

Класс бетона (марка бетона)	В 7,5 (М100)	В 10 (М150)	В 15 (М200)	В25 (М300)	В 30 (М400)	В40 (М500)	В45 (М600)
Марка цемента						550-600

 

Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонкомолотой минеральной добавкой, иначе удобоукладываемая бетонная смесь при обеспечении необходимой плотности бетона будет получена с перерасходом высокомарочного цемента.

Прочность бетона принято характеризовать пределом прочности при сжатии.

По пределу прочности при сжатии устанавливают классы бетона при сжатии.

Класс бетона – это основной показатель прочности бетона, учитывающий возможные колебания качества бетона.

Для тяжелого бетона установлены следующие классы по пределу прочности при сжатии:

В 3,5; В 5; В 7,5; В 10; В 12,5; В 15; В 20; В 25; В 30; В 35; В 40; В 45; В 50; В 55; В 60.