Эксплуатационные свойства бетона

В процессе современного строительства бетон является не просто конструкционным материалом, его использование в качестве строительных, декоративных, устойчивых к высоким температурам и силовым нагрузкам материалов делает его одним из самых универсальных строительных средств. Он получается в результате отвердения и уплотнения смеси, состоящей из твердых наполнителей (щебень, гравий и др.), воды, вяжущих пластификатов и добавок, придающих специфические особенности определенной марке или классу.

Бетон получается в процессе уплотнения смеси, которая состоит из воды, цемента, наполнителей и различных добавок.

Технология производства, характеристика оборудования, применяемого в приготовлении и уплотнении, условия температурных режимов, режимов влажности и многое другое – все это важные факторы, воздействующие на основные свойства.

Содержание

Основные компоненты, входящие в состав

Пропорции ингредиентов определяют ГОСТ и СНиП. Согласно стандартам, материал содержит 4 основных составляющих:

  • щебень (4 части);
  • вода (0,5 части);
  • песок (2 части);
  • цемент (1 часть).

Современные производители также добавляют специальные вещества — пластификаторы, усиливающие прочность и пластичность сырья. Указанные пропорции универсальны.

состав бетонаОднако на практике соотношение компонентов зависит от марки бетона и цемента, свойств песка и щебня, добавляемых пластификаторов, условий замеса и других факторов. В промышленности при производстве стройматериала учитывается несколько десятков показателей.

Свойства

Процент основных ингредиентов, взятых при смешивании, определяет характеристики бетона. Они влияют на класс и марку материала.

Прочность

Это основное свойство сырья. Для определения прочности изготавливают эталонный куб с ребром 200 мм и подвергают его тестированию 2 способами:

  • Разрушение. Контроль прочности проходит в лабораторных условиях. Кубик размещают под пресс и подают на него нагрузку в десятки тонн. Полученный коэффициент определяет марку материала.
  • Неразрушающее воздействие. На бетон оказывают влияние отскок, ультразвук, ударный импульс. Затем специалисты рассчитывают показатели исходя из полученных результатов.

На прочность также влияют характеристики цемента и каменного заполнителя.

Плотность

Это свойство измеряется в процентах и всегда меньше 100%. В зависимости от показателей материал делится на 3 вида:

  • Легкий (500-2000 кг/м3). Если плотность до 500 кг/м3, бетон называют особо легким. Материал создают на основе мелкого или крупного пористого заполнителя. Легкое сырье используют при строительстве оград и несущих конструкций.
  • Тяжелый. Плотность материала — 2000-2500 кг/м3. Для его получения добавляют крупный песок или твердые горные породы, применяют для создания несущих плит.
  • Особо тяжелый. К этому виду относится железобетон. Его плотность выше 2500 кг/м3. Разновидность бетона изготавливают с применением стали, чугуна, барита и т. д. Тяжелый вид используют при строительстве объектов особого назначения, например, атомных электростанций.

Тяжелый бетонТяжелый бетон

Чем больше плотность, тем выше прочность.

Структура

Пористость не менее важный показатель, чем плотность. По структуре выделяют 4 вида материала:

  • Слитные (или плотные). В межзерновом пространстве вяжущий заполнитель. Слитные бетоны морозостойкие и влагоустойчивые, используются при производстве несущих плит.
  • Крупнопористые. У этого вида пустоты между зернами остаются незанятыми.
  • Поризованные. В межзерновом пространстве добавки, образующие газ или пену.
  • Ячеистые. В этом виде материала специально создают поры. Для этого используют комбинацию порообразующих добавок, тонкодисперстного компонента и вяжущих соединений. Ячеистые бетоны применяют для строительства теплоизоляционных конструкций и ограждений.

ячеистый бетонЯчеистый бетон

Пористость не означает потерю прочности материала. Для поддержания этого свойства добавляют специальные вещества.

Вес

Масса материала зависит от характеристик наполнителя. По удельному весу сырье делится на 4 вида, под его влиянием колеблется масса кубометра:

  • 0,5 т. Таков вес особо легких материалов. Они применяются для теплоизоляции: ячейки занимают 85%;
  • 0,5-1,8 т. Это масса легких бетонов с пористыми заполнителями или без них;
  • 1,8-2,5 т. Таков вес тяжелых материалов с крупными заполнителями (гравий, щебень). Этот вид имеет широкое назначение;
  • 2,5-3 т. Массу определяют тяжелые заполнители (металл, барит и др.).

Масса кубометра зависит от прочности и плотности сырья.

Водостойкость

Это свойство определяет, насколько бетон способен противостоять влаге и не разрушаться. Чтобы определить водонепроницаемость, делают 2 образца материала. Один раздавливают с помощью пресса всухую и определяют прочность.

Второй опускают в воду и дают напитаться влагой. Затем помещают образец под пресс. При коэффициенте размягчения более 0,8 материал используют для строительства пирсов, плотин. Бетон делится на марки по водостойкости, при этом маркировка обозначает уровень давления жидкости во время испытаний.

Морозостойкость

Характеристики и свойства бетона включают способность материала выдерживать оттаивание и замораживание жидкости. В поры попадает вода, которая под влиянием внешних условий замерзает, а затем тает.

морозостойкость

Морозостойкость определяется тем, насколько бетон может выдержать многократно подобные воздействия. При этом его качество не снижается, материал не разрушается.

Теплопроводность

Это свойство передавать тепло, возникающее на поверхности материала под влиянием внешних условий. Теплопроводность бетона выше, чем у строительного кирпича, но ниже, чем у стали.

Морозоустойчивость

Прочные конструкции из бетона

Морозостойкость бетона полностью обусловлена количеством пор, а также их характеристикой. Характеристика заполнителей здесь тоже играет важную роль. Для высокой морозостойкости необходимо использовать гидрофибирующие добавки для пластифицированного, поверхностного цемента.

Марка морозостойкости должна разделяться на:

  • F50;
  • F75;
  • F100;
  • F150.

Пропорции разных марок

Марку бетона определяют по прочности материала. Она обозначается буквой М и цифрами от 50 до 1000. Популярностью пользуются марки в диапазоне от М100 до М500. Бетон М350-М500 обладает особой прочностью: он применяется для изготовления гидротехнических конструкций, строительства мостов.

Если марка — показатель средний, то класс гарантирует, что бетон выдерживает заявленное давление. Этот термин применяется в профессиональной среде. Класс обозначается буквой В и цифрами.

Марки бетона имеют состав, определяемый ГОСТом. Все компоненты в материалах взяты в определенном соотношении. Рассмотрим состав популярных марок и их назначение в таблице при условии, что используется цемент М500.

Марка бетона Соотношение цемента: песка: щебня в кг Применение
100 1:5,8:8,1 Заливка фундаментов, монолитов, дорожное строительство
150 1:4,5:6,6 Заливка бетонной подушки, полов, стяжек, бетонирование дорожек
200 1:3,5:5,6 Стяжка полов, бетонированные дорожки, отмостки
250 1:2,6:4,5 Монолитные перекрытия, фундаменты в заболоченных местностях, балки, крепкие плиты перекрытия
300 1:2,4:4,3 Лестничные площадки,

тротуар, дороги, колодцы

400 1:1,6:3,2 Мосты, банковские хранилища, технические сооружения, колонны, балки

При промышленном производстве бетона подбирают марку цемента, соответствующую классу бетона. Учитывают и другие характеристики, влияющие на пропорции материалов.

Требования к цементам

Главный компонент для приготовления бетона — цемент. Существует много видов этого материала с различной вязкостью. Чаще для строительства применяют портландцемент.

Материалы делятся на марки и определяют класс конечного изделия. Цифры в маркировке цемента обозначают нагрузку в мегапаскалях, которую выдерживает сырье.

Заливка бетона

Для производства бетона от М300 требуется цемент с показателем марки выше в 2-2,5 раза. В быту популярен портландцемент М400: он достаточно прочный для домашних нужд. В промышленности используют марку М500. Она позволяет создавать сырье повышенной прочности.

При выборе цемента обращают внимание на его состав в зависимости от назначения будущего бетона. Скажем, если предполагается добавление противоморозных веществ, требуется сырье с содержанием трехкальциевого силиката от 50%. Бетоны с комплексными добавками изготавливают на основе материала с количеством силиката 8%.

Большую роль играет свежесть цемента. Такое сырье рассыпчатое, не содержит комков. Если материал впитал влагу, он не годится для производства.

Области применения

Свойства и составы бетонных смесей определяют разновидности сырья по назначению. Они распределяются на группы в зависимости от характера работ. Классификация позволяет выделить нужный вид для строительства.

Для наружных работ

Материалы, предназначенные для постройки уличных объектов, делятся на виды:

  • Железобетон. В этом сырье материал сочетается с арматурой. Материал сохраняет свойства при температуре от -40 до +60. Используется для заготовки перекрытий. Сродни ему армобетон, изготовляемый из раствора цемента с песком с помощью армирующих элементов.
  • Металлобетон (метон). Новейшее изобретение, представляющее собой композит из металлической матрицы и заполнителей (стекла, керамики, шлаков). Имеет повышенный запас прочности, что позволяет отливать заготовки без трещин. Используется для объектов с повышенным радиационным фоном.
  • Гидротехнический. Водонепроницаемый бетон, из которого возводят здания в местах, где почва подвержена подтоплениям. Для повышения водостойкости используют заполнитель, который предварительно гранулируют.
  • Силикатный. Делают сырье с применением кремния и извести, иногда кварца. В качестве заполнителя используют песок. При производстве подвергается воздействию пара при температуре более 170 градусов в автоклаве.
  • Керамзитобетон. В качестве заполнителя применяют керамзит, что снижает массу материала и его стоимость.
  • Перлитобетон. Заполнителем служит перлит. Это легкое сырье, из которого делают ограды.
  • Туфобетон. Сырье с вулканическим туфом, используется для стен и бетонных перекрытий.
  • Напрягающий. Готовится на основе напрягающего цемента. Последний придает сырью повышенную морозостойкость, прочность. При затвердевании материал расширяется. К группе напрягающих относится безусадочный бетон, который полностью гидроизолирован благодаря входящим в него примесям. Напрягающие виды используют в бытовом и промышленном масштабе.

бетон для наружных работ

Перечисленные разновидности обладают высокой прочностью, поскольку предназначены для наружного применения.

Для внутренних работ

Сырье для внутренних работ менее прочное. Но оно доступно, недорого и удобно в работе.

Выделяют несколько видов бетона для внутреннего применения:

  • Пластбетон. Материал с полимером и заполнителем из песка, используемый для заливки полов.
  • Пемзобетон. Сырье, в состав которого входит пемза. Применяют для теплоизоляции.
  • Гипсобетон. Вместо цемента для его изготовления используют строительный гипс. Заполнителями служат камень, солома и дерево. Это водорастворимый материал, применяемый только для внутренних работ.
  • Ячеистый. Этот вид используют для теплоизоляции.ґ
  • Бетонолит. Вещество, напоминающее шпаклевку. Применяется для заделывания трещин, швов в стенах зданий.

Свойства бетона

Характеристики каждой бетонной смеси зависят от ее предназначения. Отдельно стоит выделить жаропрочный бетон, применяемый в доменных печах и способный вынести высокие температуры.

Приготовление

Описание разновидностей бетона предполагает, что изготовление материала в промышленных масштабах требует тщательной подборки марки цемента, учета свойств и характеристик применяемых компонентов.

Бетонные блоки и жидкое сырье, получаемые на заводах, обходятся дешевле, чем производство смеси вручную в бытовых условиях. Это объясняется присутствием в промышленности добавок, снижающих себестоимость получаемого сырья.

Схема заводского производства бетона предполагает тщательную предварительную проверку ингредиентов. Они должны быть чистыми, без примесей. Особенно много хлопот доставляет щебень, поступающий с примесями горных пород.

как замесить бетон

Засыпку, вес и пропорции компонентов работники контролируют с помощью современного оборудования. Воду для приготовления водоцементной смеси берут максимально чистую. Любая химия, попавшая в жидкость, повлияет на свойства конечного продукта. Технология предполагает несколько ступеней очистки воды.

Мешают вещества с помощью БСУ (бетоносмесительной установки). Для заливки фундамента сырье транспортируют в жидком виде к месту строительных работ.

Как правильно замесить

Чтобы смешивать компоненты, отлично подходит бетономешалка. Оборудование позволяет получить качественное однородное сырье. Если нет специального устройства, воспользуйтесь дрелью с венчиком для замеса.

Такой способ более трудоемкий, но гарантирует получение качественного материала. Для этого понадобится ведро или другая глубокая емкость. Месить бетон лопатой не рекомендуют. Продукт получится неоднородным и может быстро застыть.

Определение пропорций веществ проводите с помощью таблиц с марками бетона и соотношением ингредиентов в составе. Предварительно узнайте объем бетономешалки или емкости и высчитайте вес компонентов. В обычной бетономешалке помещается 200 л.

Готовить сырье можно 2 способами. Разница между ними заключается в порядке добавления составляющих:

  • налейте в бетономешалку немного воды. Добавьте цемент, перемешайте. Затем подсыпьте песок и щебень;
  • все сухие ингредиенты перемешайте и долейте воду.

Во время приготовления следуйте правилам:

  • песок засыпайте сразу после цемента, дайте материалам пару минут, чтобы смешаться;
  • добавьте воды, перемешивая цемент;
  • в раствор из песка и цемента высыпьте щебень;
  • добавки, пластификаторы кладите на последнем этапе;
  • регулируйте вязкость и плотность сырья добавлением воды.

Готовую смесь используйте, чтобы забетонировать дорожки, залить фундамент для небольшой постройки, сделать лестницу, подъезд для машины.

Возникновение бетона еще в древние времена во многом определило технический прогресс. Сегодня ученые разрабатывают новые виды материала с улучшенными свойствами. В то же время сырье легко изготовить в домашних условиях и использовать в бытовых целях.

Перевод марки в класс

  • Эксплуатационные свойства бетонаМарка бетона М100 соответствует В7,5. Используется во время предварительных операций по монтажу фундамента.
  • Марка бетона М150 соответствует В12,5. Чаще всего его используют для монтажа стяжек, полов, дорожек либо фундаментов небольшого размера.
  • Марка бетона М200 соответствует В15. Используется чаще иных из всего перечня бетонных марок. Применяется при установке полов, отмосток, фундаментов, бетонных лестниц, площадок и другого.
  • Марка бетона М250 соответствует В20. Ее применяют в основном при создании разного типа фундаментов, отмосток, заборов, стен, площадок, лестниц.
  • Марка бетона М350 соответствует В25. Используют обычно для создания плит, колон, балок, бассейнов, монолитных фундаментов.
  • Марка бетона М400 соответствует В30. Используют в сложных ответственных строительствах, во время сооружения мостов, банков либо зданий с особыми требованиями к прочности.

Осадка конуса

Осадкой конуса принято называть данные, которые также называются эксплуатационными характеристиками бетонов. Это так называемая пластичность в бетоне, вымеряется она в сантиметрах. Если объяснить еще проще, то чем выше показатель осадки конуса, тем сильнее подвижно данное изделие.

Это значение указывают в технической документации к бетону, обозначают буквой П, после которой пишут цифру в диапазоне 1-5. Но не стоит пренебрегать знаниями об осадке конуса ячеистых изделий. Если предвидятся операции по монолитному строительству, то используют материал с данными П2 либо П3. Если заливается сооружение с плохой доступностью для заливки материалом, то рекомендуют применять изделие П4 и виды с более высокими показателями. Иначе такой раствор еще называют литым бетоном. Если необходимо выполнить укладку в опалубке без применения специальной вибраторной техники, то подобный выбор будет идеальным. Также такая смесь хорошо себя ведет в работе с бетононасосом.

Водонепроницаемость

Эксплуатационные свойства бетонаВодонепроницаемость, это когда бетоны могут сопротивляться влиянию влаги и не крошиться, то есть, не напитываться влагой принудительно. Марки бетонных ячеистых изделий обозначаются буквой W, после которой ставят цифру 2, 4, 6, 8 и 12. Бетонами с высоким уровнем водонепроницаемости пользуются чаще, ведь они обладают такими достоинствами:

  • Пригодны для сооружения зданий в местах, где грунтовые воды расположены близко к поверхности земли.
  • Это вид бетона не страшится резких перепадов температур. Особенно это важно для построенных конструкций, которые не защищены от подобного влияния.

Уровень данного эксплуатационного свойства зависит от типа применяемого материала, а также от наличия внутри смеси различных дополнительных компонентов, обстановки, в которой происходило застывание изделия. Также на качество водонепроницаемости оказывает влияние внутренняя структура материала.

Морозостойкость

Коэффициент морозостойкости (F25-F1000) указывает на то, на сколько циклов замораживания и последующего размораживания без нарушения целостности и прочностных характеристик. Незащищенная гиброфобизаторами и изоляцией бетонная конструкция постепенно впитывает влагу, которая при низкой температуре замерзает и увеличивается в объеме, способствуя появлению микротрещин. Чем выше коэффициент морозостойкости, тем больший срок эксплуатации у ЖБИ.

Эксплуатационные свойства бетона

Набор прочности и критическая прочность бетона

Критическая прочность – параметр крайне важный при заливке бетонного раствора в условиях низких температур. Дело в том, что проектная прочность бетона появляется только на 28 день вызревания, при условии соблюдения технологии твердения, а соответственно и температурного режима (не ниже + 30°С). При более низкой температуре срок твердения бетона увеличивается, а при отрицательной прекращается.

При температуре ниже 0°С останавливается набор прочности бетона, в силу прекращения гидратации – связывания молекул воды и клинкерных составляющих цемента, образующих цементный камень. Если температура опускается ниже — 3°С начинаются фазовые превращения воды, что приводит к разрушениям структуры невызревшего бетона и потери прочности. Как показали проведенные опыты, образцы, набравшие критическую прочность, то есть вызревшие до определенного состояния, после замерзания и оттаивания не подвергаются разрушению и в дальнейшем продолжают набирать прочность, а образцы, замороженные на раннем сроке твердения, характеризуются потерей прочности до 50%.

Для растворов разных марок необходимо и различное время для вызревания до критической прочности бетона. На этой странице можно посмотреть таблицу, где указано, какую прочность от проектной должен набрать бетон до замораживания. Однако можно сказать, что недопустимо замораживание в первой фазе – фазе схватывания (первые сутки) и в первые 5-7 дней твердения бетона при нормальном температурном режиме. За первую неделю бетон набирает до 60-70% марочной прочности, после чего замораживание бетона только приостановит процесс вызревания и после оттаивания он возобновится.

Таблица критической прочности для различных марок:

Эксплуатационные свойства бетона

Повышение температуры ускоряет процесс созревания бетона, но необходимо помнить о том, что нагрев свыше 90°С недопустим. При температуре твердения бетона 75-85°С в атмосфере насыщенного пара твердение до 60-70% марочной прочности происходит в течение 12 часов. Прогрев до такой температуры без насыщения паром приводит к высыханию, что также останавливает вызревание (гидратацию). Необходимо помнить, что гидратация невозможна без молекул воды и уход за бетоном заключается, в том числе, и в постоянном увлажнении в процессе набора прочности. В графике твердения бетона можно посмотреть взаимосвязь температурного режима и сроков вызревания бетона (дано для бетона марки М400), но нужно учитывать, что если в раствор вводятся специальные добавки (модификаторы — ускорители твердения), то время набора прочности бетона может быть значительно меньше.

График набора прочности бетона:

Эксплуатационные свойства бетона

Плотность

Априори тяжелый бетон не относится к плотному материалу. Причиной тому служит наличие пор, которые были сформированы вследствие процесса испарения жидкости, а также частичного удаления пузырьков, образованных во время уплотнения. Чтобы максимально повысить показатели плотности необходимо провести тщательный подбор заполнителей в контексте их зернового состава, провести анализ применения пластификаторов, уменьшить водоцементное соотношение, оптимизировать процесс уплотнения. Повышение показателя плотности прямо пропорционально скажется на увеличении значений коррозиестойкости, водонепронецаемости, прочности и морозоустойчивости.

Эксплуатационные свойства бетона

Теплопроводность

У базальтового наполнителя – самая низкая теплопроводность,а у кварцевого – самая высокая.

Теплопроводность материала используемого в ограждающих конструкциях имеет большое значение и определяется составом материала. Основные легкие растворы отличаются меньшей теплопроводностью, чем тяжелые. Это связано с повышенной пористостью легких бетонов и как следствие повышенным количеством воздуха, который, как известно, в небольших объемах является хорошим теплоизолятором.

Состав минерального наполнения тоже оказывает влияние на его теплопроводность. Базальтовые наполнители имеют самую низкую теплопроводность, в отличие от кварцевых, имеющих самый высокий ее показатель. Доломитовые и известняковые наполнители отличаются средними показателями.

На теплопроводность существенное влияние оказывает его влажность, так как теплопроводность воды значительно выше этого значения для воздуха. В случаях, когда поры наполняет вода, резко увеличивается проводимость тепла материала. Теплопотери увлажненного резко возрастают, и при понижении температур до отрицательных значений возможно даже его промерзание. А так как теплопроводность льда в два раза выше этого показателя для воды, то теплопотери увеличиваются еще значительнее. Поэтому скорость высыхания имеет большое значение в сохранении им теплопроводности. Для этого применяются специальные заполнители, десорбционная влажность которых настолько низка, что не имеет существенного значения.

В любом случае способность проводить тепло у конструкции в 50 раз ниже, чем например, у стали, что является немаловажным фактором для ограждающих конструкций, используемых в гражданском строительстве.

Расширение и усадка

Процесс затвердения бетонного раствора в течение первых лет эксплуатации подразумевает неизбежную усадку с небольшим разбуханием и увеличением в объеме. Как правило, значение усадки невелико и составляет около 0.15 мм на метр длины бетонной конструкции. Меж тем при массивных размерах сооружений усадка может стать причиной появления трещин, которые впоследствии приведут к разрушениям. Чтобы снизить усадку используют бетоны с низким расходом цементов, применяют самые качественные зерновые затвердители, способные гарантировать влажный режим при затвердении.

Эксплуатационные свойства бетона

Другие важные показатели

  • прочность на изгиб,
  • морозостойкость — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон (см. п. 1.3.3. ГОСТ 26633-91),
  • водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки (см. п. 1.3.4. ГОСТ 26633-91),
  • удобоукладываемость — подвижность (, осадка конуса) — обозначается буквой «П»

Обозначение бетонной смеси

Согласно п. 3.3. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно содержать:

  • степень готовности,
  • класс по прочности,
  • марки по удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для легкого бетона)
  • обозначение стандарта.

Например, готовая к употреблению бетонная смесь тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В25, марок по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться: БСГ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-94

У нас вы можете заказать доставку бетона товарного, раствора цементного, песка, щебеня, арендоавть автобетононасос, кран-манипулятор по Москве и Московской области. Тел: 8(926)994-75-35

Стойкость бетона к внешним воздействиям

Коррозия бетона

Коррозия бетона (разрушение цементного камня) происходит вследствие многих факторов:

  • влияния окружающей среды,
  • механических воздействий,
  • проникновения воды,
  • изменения температур (замораживание/оттаивание, нагрев/резкое охлаждение).

Нарушение структуры цементного камня сопровождается понижением его сцепления с армирующими элементами, повышением водопроницаемости и, как результат, снижением прочности. Для повышения коррозийной стойкости бетона рекомендуются такие меры:

  • использование специальных кислотостойких, глиноземистых или пуццолановых цементов;
  • введение в смеси гидрофобизирующих, жаростойких или морозостойких добавок;
  • увеличение плотности бетона. Большое влияние на стойкость бетона, кроме состава смеси и соотношения компонентов, оказывает технология приготовления и доставки, укладки и последующего ухода. Виброперемешивание смеси увеличивают активность цемента и позволяют получить тесто с макрооднородной структурой, а транспортировка в миксерах – избежать его расслоения при доставке на объект. Эффект от виброуплотнения при укладке теста объясняется вытеснением пузырьков воздуха: в неуплотненной смеси он может достигать 45%. Удаление воздуха обеспечивает защиту бетона от коррозии, увеличение прочности, морозо-, жаростойкости, а также снижает водопроницаемость бетона.

Морозостойкость бетона

Воздействие на бетон поочередного замораживания/оттаивания приводит к его растрескиванию. Объясняется это тем, что в замороженном состоянии влага, находящаяся в порах материала, превращается в лед, а значит, увеличивается в объеме (до 10%). Это приводит к повышенному внутреннему напряжению бетона, а в результате и к его растрескиванию и разрушению.

Морозостойкость бетона тем ниже, чем больше доступ к проникновению влаги: объем пор, в которых может накапливаться вода (макропористость) и уровень капиллярной пористости.

Повышение морозостойкости бетона происходит за счет уменьшения показателей макро и микропористости, а также введением гидрофобных воздухововлекающих добавок. С их помощью в бетоне образуются резервные поры, не заполняемые водой в обычных условиях. При замерзании воды, уже попавшей внутрь бетона, часть ее перемещается в эти поры, тем самым снимая внутреннее давление. Использование глиноземистых цементов также увеличивает морозостойкость материала.

Так как при возведении объектов предъявляются различные требования к свойствам бетона по морозоустойчивости, производится бетон с классом устойчивости к циклам замораживания/оттаивания от F25 до F1000. Для гидротехнических сооружений необходима марка бетона по морозостойкости от F200, а для возводимых в зонах с суровым климатом – от F800 (спецификация производится, исходя из среднесуточной температуры для данного региона).

Водонепроницаемость бетона

Разрушение бетона под воздействием жидких сред происходит не только при отрицательных температурах. Влага имеет свойство вымывать легкорастворимые компоненты из любого вещества, а один из компонентов, при затворении бетонного теста, гашеная известь (гидрат окиси кальция) – водорастворимое вещество. Его вымывание приводит к нарушению структуры и разрушению бетонных блоков и фундаментов. Кроме того, находящиеся в воде кислотные компоненты также оказывают неблагоприятное влияние на состояние материала. На сегодняшний день существуют различные способы защиты бетона от разрушения вследствие воздействия влаги.

Избежать негативного влияния воды можно использованием пуццоланового или сульфатостойкого портландцемента, введением в раствор гидрофобных добавок в бетон для водонепроницаемости, а также применением специальных пленкообразующих покрытий, препятствующих проникновению влаги и уплотняющих добавок. По параметру водонепроницаемости бетон подразделяется на классы (марки). Существуют марки бетона по водонепроницаемости (характеризуется односторонним гидростатическим давлением, измеряется в кгс/см²) от W2 до W20.

Устойчивость к воздействию высоких температур

Если возводимые бетонные сооружения или отдельные изделия будут эксплуатироваться при постоянных высоких температурах, то необходимо выбирать жаростойкий бетон соответствующего класса, так как обычный под воздействием жара теряет прочность и дает усадку вследствие потери цеолитной, абсорбционной и кристаллизационной воды. Это приводит к растрескиванию, частичному, а затем и полному разрушению бетона. Жаростойкий бетон обозначается BR и подразделяется в соответствии с предельно допустимой температурой применения на классы от И3 до И18 (или U3-U18).

Для класса И3 предельно допустимая температура составляет +300°С, а для И18 — +1800°С.

Кроме того существует подразделение на марки по термостойкости:

  • для водных теплосмен — Т(1)5, Т(1)10, Т(1)15, Т(1)20, Т(1)30, Т(1)40;
  • для воздушных теплосмен — Т(2)10, Т(2)15, Т(2)20, Т(2)25.

Последний параметр обозначает способность выдерживать смены температур без деформаций и снижения прочности.

  • Регистрация предприятия по произодству бетона строительного
  • Классификация строительных растворов: классы прочности бетона
  • Полезные советы, которые помогут приготовить бетон высокого качества ручным способом
  • Объемы изготовления бетона по федеральным округам

Упругость, ползучесть, усадка

Модуль упругости – показатель изменения состояния материала при нагрузке на него.

Бетон, как и другие материалы, может испытывать различные виды деформаций. Обладая определенной упругостью, при длительных нагрузках он может быть подвержен деформации ползучести и процессу усадки.

Модуль упругости – это показатель деформации материала при нагрузке на него, чем выше модуль упругости, тем выше сопротивляемость нагрузкам.

Также существует деформация за счет ползучести. Разделение этих видов деформаций для практических целей проводится таким образом: деформация в процессе нагрузки считается упругой, последующая деформация происходит уже за счет ползучести.

Влияние на упругость обусловлено свойствами наполнителя в том числе. С увеличением модуля упругости крупного заполнения растет этот показатель и для самого материала.

Бетоны, произведенные с применением легких заполнителей, менее упруги, чем тяжелые с аналогичной прочностью.

В процессе гидратации происходит сокращение объема соотношения цемент-вода, такого рода контракция говорит об объемной усадке, достигающей 1% объема сухого цемента, и называется пластической усадкой. Воздействие пластической усадки усугубляется скоротечной потерей воды массой и может быть причиной трещин на поверхности, однако такие дефекты могут образовываться независимо от потерь влаги из-за неоднородности структуры.

Величина пластической усадки увеличивается с большим содержанием цемента и обратно пропорциональна жесткости смеси. В то же время имеет место аутогенная усадка, развивающаяся внутри большой массы и характеризующаяся отсутствием доступа воды при дальнейшей гидратации.

Долговечность раствора

Морозостойкость цемента характеризуется специальными порами в нем и определена добавлением разных заполнителей.

Для сопротивления конструкций разрушению от воздействия окружающих сред, подчас достаточно агрессивных, производители используют в изготовлении различные добавки и пластификаторы, придающие материалу необходимую устойчивость к разнообразным коррозионным процессам.

Морозостойкость цемента характеризуется спецификой пор в материале и обусловлена добавлением специфических заполнителей. Благодаря им, вода, не замерзающая в гелевых порах, является безопасной для целостности материала, а контракционные поры служат запасными резервуарами для оттока части воды из капиллярных пор.

Технологический процесс производства имеет значительное влияние на долговечность конструкций. Общепринято мнение, что цемент естественного отвердения более прочен, чем автоклавный. Однако длительный процесс изготовления такого материала ставит под сомнение экономическую целесообразность его использования в массовых застройках. В то же время изготовление конструкций искусственного отвердения, благодаря постоянному совершенствованию состава материала и процесса его производства, достигло показателей, ни в чем не уступающих бетону естественного отвердения. Срок эксплуатации автоклавных соответствует принятым государственным стандартам и нормативам.

Удобоукладываемость

Эксплуатационные свойства бетонаЭто качество бетонного раствора, которое показывает, как просто он укладывается в необходимую форму, чтобы получить изделие максимальной плотности. Данный показатель весьма важен, ведь от этого зависят крепость и стойкость будущего строения. Но это свойство — больше условное обозначение, чем физическое.

По стандартам изделия могут быть таких видов:

  • сверхжесткие;
  • жесткие;
  • подвижные.

Жесткий вид и сверхжесткий применяют тогда, когда используется процедура вибропрессования. В строительствах частного порядка зачастую применяют подвижный вид изделия.

Проницаемость

Гидрофильные пластифицирующие добавки, использующиеся в изготовлении, способствуют движению.

Важным фактором характеристики является степень проницаемости, так как при проникновении в материал жидких веществ агрессивного воздействия происходят коррозионные процессы, способствующие его разрушению.

Гидрофильные пластифицирующие добавки, используемые в изготовлении, способствуют подвижности смесей, соответственно снижая их водопотребность и повышая водонепроницаемость. Также с этой целью используются уплотняющие добавки в виде микронаполнителей и веществ химического происхождения.

Самый агрессивный вид коррозии – кислотный. Методами защиты конструкций в данном случае является повышение их непроницаемости, а подчас и их гидроизоляция, в то время как другие виды коррозии, благодаря принятию специальных мер, подлежат ликвидации или уменьшению.

Огнестойкость и жаростойкость

Если раствор может выдерживать температуру до 1500°С, он является жаростойкими.

Устойчивость к воздействию открытого огня общеизвестна. Это обусловлено низкой теплопроводностью при кратковременном воздействии высоких температур. Масса не успевает нагреться до критической температуры, в том числе и присутствующая в нем арматура. Бетон, основанный на портландцементе, способен выдерживать длительное воздействие температуры до 200°С в период всего срока службы.

Для повышения огнеупорных свойств в качестве заполнителей применяются материалы, не изменяющие объем при нагревании. Использование специального набора микронаполнителей способствует снижению усадочных и температурных деформационных процессов цементного камня.

Бетоны, способные выдерживать температурные режимы до 1500°С, являются жаростойкими. Огнеупорным называют раствор, эксплуатируемый при температуре до 1700°С. Раствор, способный выдерживать более высокие температуры при длительной эксплуатации, называют высокоогнеупорным.

Такой используется для различных тепловых агрегатов, в качестве фундаментов промышленных печей и различных конструкций, подвергающихся длительному воздействию высоких температур.

Благодаря своим выдающимся свойствам и качествам является уникальным, высокотехнологичным материалом в гражданском и промышленном строительстве.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий