Физико механические характеристики бетона

Обновлено: 27.04.2024

Бетон – это искусственный строительный материал, получаемый в результате смешивания и затвердевания специально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, заполнителей различного размера и воды. Зачастую может содержать в своём составе специальные добавки.

Вяжущим элементом могут выступать:

  • цемент;
  • полимерцемент;
  • жидкое стекло.

Свойства бетона

Изначально это материал, обладающий грубой и неоднородной структурой. Однако производители по желанию заказчиков могут в процессе его изготовления задать необходимые свойства:

  • прочностные;
  • деформационные;
  • физические.

Свойства по прочности подразумевают нормативные или необходимые расчетные характеристики при:

  • сжатии;
  • растяжении;
  • сцеплении с арматурой.

Свойства по деформативности подразумевают происходящие изменения в процессе различного внешнего воздействия:

  • сжимаемость или растяжимость под нагрузкой;
  • ползучесть;
  • усадка;
  • набухание;
  • температурные деформации.

Основные физические свойства бетона включают параметры по:

  • водонепроницаемости;
  • устойчивости к воздействию различных температур, коррозии, кислот и иных агрессивных сред;
  • огнестойкости;
  • теплопроводности;
  • звукопроводности и прочие.

Классифицирующие характеристики

На физико-механические характеристики бетона оказывают непосредственное влияние:

  • способ изготовления;
  • вид вяжущего элемента;
  • вид крупного заполнителя;
  • вид мелкого заполнителя;
  • вода.

Данные характеристики определяются структурой материала, которые создают определенные условия для его затвердевания.

С учетом требований по основным физическим свойствам бетон классифицируется по следующим направлениям:

I. Структура

  • плотный бетон – все свободное пространство между веществами заполнителя занимает затвердевшее вяжущее вещество;
  • крупнопористый – свободное пространство между веществами заполнителя не полностью занято затвердевшим вяжущим веществом (обычно в нем мало песка или совсем нет его);
  • поризованный – в свободном пространстве между веществами заполнителя находится затвердевшее вяжущее вещество со специальными добавками, в результате чего образуются специфические поры;
  • ячеистый – в свободном пространстве между веществами заполнителя создаются искусственные замкнутые поры.

Прочность бетона напрямую зависит от повышения плотности его структуры. Подобрать требуемую заказчику плотность производитель может при помощи:

  • выбора оптимального зернового состава;
  • механического дополнительного уплотнения бетонной смеси во время изготовления;
  • использования большего количества цемента;
  • изменения в бетоне соотношения вода/цемент.

Более высокая марка цемента требует меньшего его количества для достижения необходимой прочности бетона.

II. Плотность

Измеряется соотношением массы материала на единицу объема. По степени средней плотности подразделяется на следующие категории:

  • особо тяжелые – более 2500 кг/куб.м;
  • тяжелые – 2200-2500 кг/куб.м;
  • облегченные – 1800-2200 кг/куб.м;
  • легкие – 500-1800 кг/куб.м.

III. Вид вяжущего элемента в бетоне

В качестве вяжущего элемента современные производители используют различные вещества, в соответствии с которыми он подразделяется на следующие виды:

  • цементный;
  • полимерцементный;
  • силикатный на извести;
  • гипсовый;
  • смешанный;
  • специальный с использованием разнообразных добавок.

IV. Вид заполнителя

В качестве заполнителя при изготовлении применяются:

  • плотный естественный материал (гравий или щебень горных пород, кварцевый песок);
  • пористый естественный материал (перлит, пемза, ракушечник);
  • искусственный материал (керамзит, шлак);
  • специальный материал, обеспечивающий стойкость бетона к различным термическим и химическим воздействиям.

Щебень является более дешевым материалом, способным быстрее обеспечивать заданную прочность.

Бетон подразделяется также на виды, исходя из применяемого в нем пористого заполнителя:

  • керамзитобетон;
  • шлакобетон;
  • перлитобетон;
  • пемзобетон и прочие.

V. Зерновой состав

Подразделяется на следующие виды:

  • крупнозернистый, в котором применяются крупные и мелкие заполнители;
  • мелкозернистый, в котором применяются только мелкие заполнители.

VI. Условия твердения

Подразделяется на следующие категории:

  • естественного твердения;
  • подвергнутый обработке в условиях атмосферного давления теплом и влагой;
  • подвергнутый автоклавной обработке в условиях повышенного давления.

Бетон для железобетонных конструкций

В железобетонных конструкциях (ЖБК), применяемых в современном строительстве, бетоны подразделяются на следующие виды:

  • Тяжелый. Данный вид бетона с плотной структурой изготовлен с применением цемента в качестве вяжущего элемента и крупнозернистых плотных заполнителей. Он затвердевает при любых условиях и имеет среднюю плотность 2200-2500 кг/куб.м;
  • Мелкозернистый. Данный вид тяжелого бетона с плотной структурой изготовлен с применением цемента в качестве вяжущего элемента и мелких заполнителей. Он затвердевает при любых условиях и имеет среднюю плотность более 1800 кг/куб.м;
  • Легкий. Данный вид крупнозернистого бетона с плотной поризованной структурой изготовлен с применением цемента в качестве вяжущего элемента и пористых заполнителей. Он затвердевает при любых условиях. При совпадении его основных физических свойств с тяжелым бетоном он применяется вместе с ним.
  • Ячеистый. Данный вид бетона затвердевает при применении специальной обработки.
  • Специальный напрягающий бетон.

По какой причине при создании железобетонных конструкций используют легкие и облегченные виды бетонов? Среди основных преимуществ их применения современные строители называют следующие возможности:

  • уменьшение на 25-40% массы ЖБК;
  • снижение стоимости ЖБК;
  • улучшение звукоизолирующих характеристик ЖБК;
  • повышение теплозащитных характеристик ЖБК;
  • повышение сейсмологической устойчивости ЖБК;
  • повышение огнестойкости ЖБК.

Легкие, ячеистые и поризованные виды бетона со средней плотностью менее 1400 кг/куб.м используют при создании железобетонных ограждений. Плотные мелкозернистые могут применяться вместе с тяжелыми видами, в качестве заполнения стыков и швов ЖБК. Особо тяжелые используют при строительстве специальных объектов, включая военные бункеры и атомные станции. Средняя плотность применяемого на таких объектах бетона составляет более 2500 кг/куб.м.

Основные физические свойства бетона

Водонепроницаемость материала характеризует возможности по защите от проникновения воды. Вода фильтруется в тяжелом бетоне и бетоне с пористыми заполнителями, поскольку у них соотношение вода/цемент > 0.2, и вся свободная вода при испарении создает поры в материале. Коэффициент фильтрации повышается при увеличении градиента напора. По этой причине при возведении напорных сооружений используют плотный бетон, в которых небольшой коэффициент фильтрации. Повысить плотность можно за счет использования специальных добавок. В ЖБК из-за дефектов структуры водонепроницаемость может значительно увеличиться.

Устойчивость к воздействию холодных температур (морозостойкость) заключается в возможности бетона в увлажненном состоянии не подвергаться разрушительному воздействию при его поочередном замораживании и оттаивании. Морозостойкий бетон способен выдержать от 50 таких меняющихся циклов. Основными факторами, оказывающими влияние на показатель морозостойкости, являются:

Устойчивость к воздействию высоких температур более 200°С (жаростойкость) заключается в способности бетона сохранять свою прочность в таких условиях. Под воздействием высоких температур происходит:

  • обезвоживание цементного камня;
  • деформация цементного камня;
  • деформация заполнителей.

Таким способом термическое воздействие приведет к разрушению тяжелого бетона и использующего пористые заполнители. Именно по этой причине обычный бетон запрещается использовать в южных регионах с температурой более 50°С.

Повысить жаростойкость материала позволяет использование специальных заполнителей:

  • базальт;
  • хромит;
  • шамот;
  • доменные шлаки.

Использование в качестве вяжущего элемента следующих веществ может также повысить жаростойкость:

  • глиноземистый цемент;
  • портландцемент с добавками;
  • жидкое стекло.

При охлаждении бетона его сцепление с металлическими элементами сохраняется, обеспечивая жаропрочность ЖБК.

На объектах, где планируется установка печей или тепловых агрегатов, рекомендуют использовать жаростойкий бетон.

Устойчивость к воздействию коррозии подразумевает способность бетона в процессе соприкосновения с внешней средой не вступать в химические реакции. Обычно для большинства бетонных конструкций не присущи экстремальные условия эксплуатации, поэтому коррозионные процессы не происходят. Появление жидкой или газообразной агрессивной среды может существенно снизить коррозионную стойкость материала.

Устойчивость к воздействию сверхвысоких температур более 1000°С (огнестойкость) означает способность бетона сохранять свои свойства в таких условиях. В ЖБК наиболее уязвимыми для пожара являются именно стальные элементы, поэтому для повышения их огнестойкости увеличивают на 3-4 см защитный слой бетона.

Бетон искусственный камневидный материал получаемый в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего, воды и заполнителей.

Бетон как материал для железобетонных конструкций должен об­ладать определёнными, наперёд заданными физико-механическими свойствами: прочностными, деформативными и физическими свойствами.

хорошим сцеплением с ар­матурой, достаточной плотностью (непроницаемостью) для защиты арматуры от коррозии и др. Деформативность бетона не должна быть слишком большой.

Под прочностными свойствами бетона понимают нормативные и расчетные характеристики при сжатии и растяжении, сцепление бетона с арматурой.

Под деформативными свойствами понимают сжимаемость и растяжимость бетона под нагрузкой, ползучесть и усадку, набухание и температурные деформации.

К физическим свойствам относят водонепроницаемость, морозо- и жаростойкость, коррозионную стойкость, огнестойкость, тепло- и звукопроводность и т.п.

Для изготовления бетонных и железо­бетонных конструкций предусмотрены следующие виды бетонов:

- тяжёлый средней плотности свыше 2200 до 2500 кг/м 3 (на плот­ных заполнителях);

- мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м 3 (на мелких заполнителях);

- лёгкий плотной и поризованной структуры (на пористых запол­нителях);

- ячеистый автоклавного и неавтоклавного твердения и др.

В качестве плотных заполнителей применяют щебень из дроблё­ных горных пород (песчаника, гранита, диабаза и др.) и кварцевый песок. Пористые заполнители могут быть естественными (перлит, пемза, ракушечник) или искусственными (керамзит, шлак и т. п.). В зависимости от вида пористых заполнителей различают керамзитобетон, шлакобетон, перлитобетон и т. д.

В настоящее время в строительстве применяется много различных видов бетонов. Но для выполнения несущих конструкций зданий и сооружений наиболее широко используется тяжёлый бетон на це­ментном вяжущем и крупном плотном заполнителе из песчаника, гранита, диабаза и т. п. материалов со средней плотностью в преде­лах 2200 < ρ ≤ 2500кг/м 3 . Его свойства и рассматриваются ниже.

Структура бетона оказывает большое влияние на его прочность и деформативность. Чтобы уяснить это, вспомним схему физико-химического процесса получения бетона.

Для приготовления бетона берут в определённых пропорциях заполнители (песок, щебень или гравий), вяжущее (цемент) и воду. Кро­ме того, для придания бетону различных свойств (например, моро­зостойкости) дополнительно в небольших количествах могут вво­диться различные добавки. Смесь заполнителей и вяжущего заливают водой. После затворения этой смеси начинается химическое взаимо­действие между частицами цемента и водой (гидратация) в резуль­тате чего образуется цементное тесто. При перемешивании такой смеси цементное тесто обволакивает зёрна заполнителей и, постепен­но затвердевая, превращает всю массу в монолитное твёрдое тело, способное нести нагрузку.

Следовательно, бетон представляет собой неоднородный искус­ственный каменный материал. Следует обратить внимание на то, что даже сам затвердевший цементный раствор (цементный камень) имеет также неоднородную структуру и состоит из упругого кри­сталлического сростка, растущего с течением времени, и наполня­ющей его вязкой студенистой массы (геля), количество которой по­степенно уменьшается.

Таким образом, структуру бетона можно представить в виде про­странственной решетки из цементного камня (включающего кри­сталлический сросток, гель и большое количество пор и капилля­ров, содержащих воздух, водяной пар и воду), в котором хаотично расположены зёрна песка и щебня (рис. 2.1).


Рисунок 2.1 – Структура бетона: 1 — цементный камень; 2 — щебень; 3 — песок; 4 — поры, заполненные воздухом и водой

Процесс твердения бетона при благоприятных температурно-влажностных условиях может длиться годами и носит затухающий характер. Этот процесс является экзотермическим, т. е. он идёт с выделением большого количества тепла.




Существенно важным фактором, влияющим на структуру и прочность бетона, является водоцементное отношение W/С — отно­шение веса воды к весу цемента в единице объёма бетонной смеси. Для успешного протекания реакции схватывания цемента и тверде­ния цементного камня необходимо, чтобы W/C ≥ 0,2. Однако для достижения хорошей удобоукладываемости бетонной смеси прихо­дится принимать W/C = 0,35. 0,7, т. е. вводить воду с избытком. Излишек воды в дальнейшем постепенно испаряется, и в цементном камне образуются многочисленные каналы (называемыми ещё пора­ми или капиллярами), заполненные химически несвязанной водой, водяным паром и воздухом, которые оказывают давление на стенки. Это снижает прочность бетона и увеличивает его деформативность.

Общий объём пор в затвердевшем цементном камне достаточно велик и составляет при обычных условиях твердения бетона пример­но 25. 40% от его видимого объёма. Причём, размеры поперечного сечения пор весьма малы: 60. 80% от общего количества всех пор имеют размеры поперечного сечения, не превышающие 0,001 мм. С уменьшением W/C пористость цементного камня уменьшается, а прочность бетона повышается. Кроме того, бетоны из жёстких смесей (W/C = 0,3. 0,4) при прочих равных условиях обладают меньшей деформативностью, требуют меньшего расхода цемента.

Процессы постепенного уменьшения объёма геля, кристаллооб­разования, испарения избыточной воды, происходящие в бетоне в те­чение длительного времени, обусловливают ряд его специфических свойств: изменение его прочности во времени, усадку, ползучесть.

Бетон должен обладать достаточно высокой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой и плотностью, которой обеспечивается сохран­ность арматуры от коррозии и долговечность конструкции. Иногда до­полнительно требуется обеспечить: водонепроницаемость, водостой­кость, морозостойкость, повышенную огнестойкость и коррозийную стойкость, малую массу, низкую тепло- и звукопроводность.

Для предварительно напряженных конструкций применяют бетон повышенной прочности и плотности, ограниченной усадки и ползучести.

Физико-механические свойства бетона зависят от состава смеси, вида вяжущих и заполнителей, водовяжущего отношения, способов приго­товления, укладки и обработки бетонной смеси, условий твердения (ес­тественное твердение, пропаривание, автоклавная обработка), возраста бетона и др. Все это следует учитывать при выборе материалов для бе­тона, назначения его состава и способов приготовления.

Бетон для сооружений, работающих в особых условиях, должен от­вечать соответствующим специфическим требованиям.

Так, для гидротехнических сооружений (гидротехнический бетон), кроме достаточной прочности, бетон должен обладать повышенными водонепроницаемостью, водостойкостью, морозостойкостью, а для мас­сивных частей сооружений — малым тепловыделением при твердении (низкой экзотермичностью).

Обычный бетон при длительном воздейстшии высоких температур разрушается вследствие обезвоживания цементного камня, его сильной усадки и снижения прочности, различия температурных деформаций цементного камня и заполнителей и других причин. В связи с этим обыч­ный бетон на цементном вяжущем допускается для применения в кон­струкциях, подвергающихся длительному воздействию температуры не свыше 50°С.

Структура бетона содержит начальные дефекты и повреждения, определяющие его поведение под нагрузкой, а также при различных физических и химических воздействиях. При действии кратковременной сжимающей нагрузки зависимость, связывающую напряжения и деформации бетона (диаграмма деформирования) можно условно разделить на четыре характерных участка, соответствующих определенным стадиям процесса микротрещинообразования структуры.

Начальный участок зависимости можно считать линейными. На этой стадии наблюдается незначительное увеличение числа контактных микротрещин на границе частиц заполнителя и матрицы.

На второй стадии микротрещинообразования наблюдается интенсивное увеличение длины, ширины раскрытия и числа контактных микротрещин, что приводит к появлению нелинейного участка на графике зависимости «напряжения–деформации». Эта стадия характеризуется незначительным количеством микротрещин в матрице. Вместе с тем на второй стадии начинают появляться комбинированные микротрещины, объединяющие, главным образом, контактные микротрещины вокруг зерен заполнителя.

В третьей стадии увеличивается число и суммарная длина комбинированных трещин, возрастает их ширина раскрытия. Начинают формироваться ярко выраженные микротрещины в матрице.

Участок IV обусловлен интенсивным развитием глобальных или магистральных трещин, приводящих к физическому разрушению материала.

Для эксплуатации конструкций при более высоких температурах следует применять жаростойкие Лотопы, приготовленные на жаростой­ких заполнителях с малым коэффициентом температурного расшире­ния (шамот, металлургические шлаки, хромит и др.) и глиноземистом цементе или на портландцементе с тонкомолотыми добавками (шамот, кварц, вулканические и др.), или же на жидком стекле с кремнефтори-стым натрием и тонкомолотой добавкой. Такие бетоны способны вы­держать длительное действие температуры до 1200°С.

Бетон для конструкций, подвергающихся действию агрессивной сре­ды, должен обладать достаточной коррозийной стойкостью. В таких условиях эксплуатации находятся, например, конструкции зданий и со­оружений химической и пищевой промышленности, водопроводноканализационные и др.

Прочность бетона при сжатии определяется при испытании стандартных контрольных кубов или цилиндров в соответствии с ГОСТ 10180-90 или неразрушающими методами (электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, ультразвуковой тестер УК1401).

Рисунок 3.2 - Проектная схема армирования железобетонной балки

Таблица 3.1 - Геометрические характеристики балки

№ п/п Наименование величин, единицы измерения Обозначения Фактические зна­чения
1. Длина балки, мм L
2. Ширина сечения, мм b
3. Высота сечения, мм h
4. Рабочая высота, мм h0
5. Расстояние от нижней грани балки до центра тяжести растянутой арматуры, мм а
6. Расстояние от верхней грани балки до центра тяжести сжатой арматуры, мм а'
7. Диаметр и класс растянутой арматуры, мм d
8. Площадь поперечного сечения растяну­той арматуры, мм 2 As
9. Диаметр и класс сжатой арматуры, мм d'
10. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры, мм 2 A's
11. Расчетный пролет балки, мм (рисунок 3.1) L0
12. Расстояние от опоры до точки приложения силы, мм (рисунок 3.1) аF

Призменная прочность бетона, прочность бетона при растяжении и начальный модуль упругости определяются при испытании стандартных образцов, изготовленных одновременно с конструкциями из того же бетона. Эти характеристики могут быть определены по эмпирическим формулам при известной кубиковой прочности бетона , выраженной в МПа.

Призменная прочность бетона в МПа равна

Прочность бетона при растяжении в МПа определяется по формуле Фере

Начальный модуль упругости определяется с помощью ультразвукового тестера УК1401 (см. раздел 1).

Начальный модуль упругости можно определить по формуле

А.А. Гвоздева в МПа

Предел текучести арматуры (физический или условный) и модуль упругости определяются при испытании образцов арматуры на растяжение, проводимых в соответствии с требованиями ГОСТ 12004-81* «Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение» [19]. Значение и , для испытываемой балки принимаются по результатам испытаний арматуры.

Физико-механические характеристики бетона и арматуры для испытываемой балки заносятся в таблицу 3.2.

Данные характеристики не следует отождествлять с нормативными и расчетными значениями, приведенными в СНиП 2.03.01-84* [6] и в СП 52-101-2003 [8] и определяемыми в зависимости от класса бетона.

В зависимости от величины объемного веса различают бетоны

  • тяжелые (2 200—2 400 кг/м3) и легкие (1 200—1 800 кг/м3).
  • ячеистые бетоны имеют объемный вес от 300 до 1 000 кг/м3.

В зависимости от величины объемного веса бетоны являются теплопроводными («холодными») или малотеплопроводными («теплыми»). Чем больше объемный вес, тем бетон теплопроводней. т. е. «холодней».

Растворы разделяются по виду заполнителя. При применении тяжелого заполнителя, например песка, раствор получается тяжелым, т. е. «холодным», а при легком заполнителе (котельные или металлургические шлаки, легкие горные породы — трепел, пемза, туф) — легким, т. е. «теплым».

Прочность

Основное требование, предъявляемое к бетону или раствору, — получение им в определенный срок (обычно 28 дней) заданной прочности на сжатие. В зависимости от прочности на сжатие бетоны и растворы разделяются на ряд марок. Марка бетона и раствора обычно назначается в проекте сооружения или конструкции.

Марка бетона

Марка бетона или раствора означает величину разрушающей нагрузки в килограммах, приходящейся на 1 см2 площади поперечного сечения испытываемого на сжатие стандартного образца (куба), изготовленного из данного бетона или раствора, и выражается в кг/см2. Для характеристики бетонов и растворов принимается прочность на сжатие в возрасте 28 дней.

Строительными нормами и правилами предусматриваются следующие марки:

  • тяжелых бетонов — 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200. 300, 400, 500 и 600 кг/см2
  • легких бетонов — 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150 и 200 кг/см2
  • растворов — 0, 2, 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200 кг/см2.

Марка раствора 0 установлена для определения прочности кладки на свежем, еще не окрепшем растворе и на свежеоттаявшем растворе при производстве кладки методом замораживания.
Марки растворов 150 и 200 применяются для гидротехнических и лругих специальных работ.

Бетоны и растворы плохо сопротивляются растягивающим усилиям. Прочность бетонов и растворов на сжатие значительно (в 5—10 раз) превосходит их прочность на растяжение.

На прочность бетонов и растворов оказывают влияние:

  • а) активность цемента или другого вяжущего; %
  • б) качество заполнителей;
  • в) количество воды;
  • г) условия приготовления и выдерживания бетона;
  • д) возраст.

Чем выше активность вяжущего, тем выше прочность бетона.

Большое значение имеют чистота заполнителей, отсутствие в них посторонних примесей (глины, ила и др.). При применении загрязненных заполнителей прочность бетона уменьшается.

В некоторых случаях примеси вызывают изменение объема затвердевшего бетона (например, глины, набухающие от воды) или образование таких соединений с цементом, которые разрушают бетон (например, сернокислые соединения).

Неправильная форма и шероховатая поверхность заполнителя обеспечивают лучшее сцепление его с цементным тестом и поэтому дают более высокую прочность, чем при заполнителях с круглой формой и окатанной поверхностью зерен.

Качество заполнителей характеризуется также крупностью зерен и соотношением между количествами частиц различной крупности (зерновой состав).

Заполнитель, состоящий из зерен одинакового размера, имеет наибольшую пустотность и наименьшую плотность, а состоящий из зерен заполнителя разного размера — наибольшую плотность.

Увеличение пористости (пустотности) влечет за собой уменьшение объемного веса материала и, наоборот, уменьшение пористости приводит к увеличению объемного веса. Например, 1 м3 песка с зернами диаметром 1 мм весит около 1400 кг, а с зернами от 0,15 до 5 мм —1600 — 1 700 кг.

Раствор из цемента и песка с зернами разных размеров имеет большую плотность и прочность.

Кроме того, для изготовления такого раствора требуется меньше вяжущего, так как пустотность его ниже.

На качество бетона или раствора влияет также прочность заполнителя (в куске). Прочность заполнителей из твердых пород должна превышать требуемую прочность бетона не менее чем на 25—50%. Если в качестве заполнителя применяется материал (кирпичный щебень, шлак и т. п.) с низкой прочностью, то прочность бетона будет зависеть в значительной мере не только от марки цемента, а от прочности этих заполнителей.

Количество воды в бетонной смеси или растворе определяется водоцементным отношением (В/Ц), т. е. отношением веса воды к весу цемента. При этом учитывается только свободная (не поглощенная заполнителями) вода. Доказано, что с увеличением водоцементного отношения выше некоторого минимального предела прочность бетона понижается.

Объяснение этого явления заключается в том, что цемент соединяется с водой, составляющей всего 10—20% его веса.

Но если приготовить бетонную смесь с таким водоцементным отношением (в пределах 0,1— 0,2). то такая смесь будет почти сухой, ее трудно будет! хорошо перемешан, и плотно уложить и формы. Поэтому практически при приготовлении бетонных смесей и растворов приходится брать значительно больше воды. В жестких бетонных смесях В/Ц = 0,35—0,45, в пластичных—0,5—0,75.

Взаимодействие цемента с водой в бетоне начинается с поверхности цементных зерен, и только постепенно вода проникает внутрь их. Избыточная вода с течением времени испаряется, оставляя воздушные поры, и цементный камень в бетоне ослабляется. Поэтому прочность бетона (или раствора) будет тем меньше, чем выше пористость цементного камня, т. е. чем больше было взято воды для приготовления бетонной смеси.

В известковых и гипсовых растворах отношение количества воды к весу извести или гипса определяется водоизвестковым и водогипсовым отношением, которые играют сходную с водоцементным отношением роль.

Особое значение для прочности бетона имеют тщательность перемешивания и способ укладки бетонной смеси.

Только при механизированном перемешивании может быть достигнута необходимая однородная чость бетонной смеси. Укладывать ее следует при помощи вибраторов, это повышает прочность бетона на 20—30% по сравнению с бетонами, уложенными ручным способом.

На прочность бетона оказывают влияние так же условия выдерживания свежеуложенного бетона. Наиболее благоприятными являются влажные условия выдерживания при температуре от + 15 до+20°. Снижение температуры твердения бетона сильно замедляет процесс нарастания прочности бетона и раствора. При температуре 0° и ниже твердение бетона и раствора, приготовленных на чистой воде (без добавок солей), прекращается и возобновляется только после оттаивания. При этом происходит некоторая потеря бетоном прочности.

Выше было отмечено, что расчетная прочность бетонов и растворов принимается в возрасте 28 дней. Однако рост прочности бетонов и растворов продолжается и за пределами этого периода, но более замедленными темпами. В ряде случаев приходится предъявлять требования к прочности бетонов и растворов в более раннем возрасте. Примерный рост прочности бетона на портландцементе в зависимости от возраста показан в табл. 1.

Читайте также: