Как влияет расход цемента на долговечность тяжелого бетона

Обновлено: 19.04.2024

Цель работы. Изучить влияние расхода цемента на прочность бетона при постоянных технологических свойствах (подвижности) бетонной смеси.

Основное влияние на прочность бетона оказывают активность цемента и водоцементное отношение. Кроме этого, прочность бетона существенно зависит от качества заполнителей, состава, структуры и технологических факторов.

С увеличением расхода цемента в бетонной смеси прочность затвердевшего бетона возрастает. При изменении расхода цемента в пределах 200 - 400 кг/м водопотребность бетонной смеси изменяется мало, расход воды для получения смеси постоянной консистенции почти не меняется и цементно-водное отношение растет пропорционально расходу цемента.

Если считать справедливым закон водоцементного отношения, то прочность затвердевшего бетона должна увеличиваться пропорционально расходу цемента.

С дальнейшим увеличением расхода цемента (свыше 400 кг/м 3 ) становится заметным увеличение тонкодисперсной фазы в смеси, проявляющееся повышением водопотребности смеси. Для получения бетонной смеси заданной подвижности требуется вводить в нее дополнительные порции воды, по величине превышающие рост расхода цемента. Водоцементное отношение, диктующее прочность бетона, растет быстрее, чем расход цемента увеличение прочности замедляется. При высоких расходах цемента (более 600 кг/м 3 ) прирост прочности может отсутствовать, а в некоторых случаях наблюдается даже снижение последней.

В настоящей работе необходимо установить указанные закономерности на конкретных материалах.

Аппаратура и оборудование. Весы технические, весы торговые, стандартный конус, технический вискозиметр, бетономешалка емкостью 25 л, формы кубов 100 х 100 х 100 мм, лабораторная виброплощадка, мерная металлическая посуда емкостью I и 2 л, стенд для хранения образцов, гидравлический пресс мощностью 500 kN , измерительный инструмент (металлическая линейка).

Задания и методические указания по выполнению работы.

Работа выполняется шестью бригадами по 3 - 4 человека. Используя данные лабораторной работы №I, каждая бригада рассчитывает состав бетонной смеси с заданным расходом цемента и подвижностью, причем величина удобоукладываемости бетонной смеси для всех бригад назначается преподавателем постоянной, расход цемента на 1 м 3 бетона задается каждой бригаде индивидуально в пределах от 250 до 750 кг/м 3 .

По расчетным данным каждая бригада готовит замес объемом 15 л, корректирует его состав по технологическим требованиям и из смеси заданной удобоукладываемости формуют образцы-кубы. После 7 -28 - дневного хранения, согласно методики описанной в предыдущей работе, образцы испытывают и определяют среднюю плотность бетона и его прочность при сжатии.

Данные всех шести бригад обобщаются и строится графическая зависимость изменения прочности бетона от величины расхода цемента.

Работа выполняетя в следующем порядке.

1-предварительный расчет весового количества составляемых компонентов на I м 3 бетонной смеси;

2-приготовление замеса и корректирование его состава;

3-изготовлеяие и испытание образцов;

4-об общение полученных результатов.

1 этап. Предварительный расчет состава бетонной смеси

Учитывая, что каждая бригада имеет заданное значение расхода цемента Ц, то по заданной подвижности бетонной снеси назначают по табл. 5 расход воды В, учитывая качество используемого крупного заполнителя. При этом не следует забывать об увеличении расхода воды при использовании мелкого песка на 10 л/м 3 .

Вычислив водоцементное отношение (В/Ц), по графику зависимости Rб = f(В/Ц),полученному в результате выполнения работы №1, определяют ожидаемую марку бетона Rб.

Рассчитав количество цементного теста, устанавливают конкретную величину коэффициента раздвижки зерен αр ( см.табл.7). Если расход цементного теста превышает данные табл.7, то рекомендуется построить кривую αр = f(Vц.т) и получить примерное значение αр путем экстраполяции.

Пользуясь формулами (5) и (6), а также данными предыдущей работы, где установлены основные характеристики используемых материалов (ρщ, ρощ, ρn, ρц и Vn), вычисляют расход щебня Щ и песка П для лабораторного замеса. С помощью формул (8) - (11) определяют расход материалов на один кубометр смеси с учетом реальной влажности заполнителя.

Расход материалов на 15-литровый замес устанавливают по формулам (12)-(15).

2 этап. Приготовление замеса и корректирование его состава

Методика приготовления пробного замеса описана в этапе 3 лабораторной работы №1.

По методике ГОСТ 10181.1-81 определяют подвижность ОК или жесткость Ж бетонной смеси. Корректирование состава смеси несколько отличается от методики лабораторной работы №1.

Если смесь чересчур жесткая, ее разжижают добавлением воды ΔВ, не меняя расхода цемента, так как условие сохранения постоянного водоцементного отношения здесь не ставится.

Если смесь более пластична, чем задано, состав корректируется введением в смесь дополнительных порций песка ΔП, щебня ΔЩ, и цемента ΔЦ в той же пропорции, которая получилась при расчете полевого состава смеси. Такая коррекция, связанная с изменением объема замеса, мало влияет на расход цемента на 1 м 3 бетонной смеси.

После достижения рабочей подвижности вычисляют окончательно водоцементное отношение:

и по графику, полученному в работе №1 уточняют ожидаемую прочность бетона Rб.

После выполнения работы по корректированию состава смеси вычисляют по формуле (16) величину объема замеса, предварительно определив среднюю плотность уплотненной бетонной смеси ρсм.

Методика определения ρсм изложена в этапе 3 лабораторной работы №1.

Рассчитав коэффициент выхода бетонной смеси βпо формуле (17) устанавливают по уравнениям (27)-(30) расход всех материалов на I м 3 бетонной смеси.

3этап.Изготовление и испытание образцов.

Для выполнения этого этапа пользуются методикой этапа 4 лабораторной работы №1. Результаты испытаний образцов записывают в таблице 14.

Полученную фактическую прочность бетона сопоставляют с ожидаемой прочностью бетона, определенной по графику ранее.

Близкое совпадение ожидаемой, проектируемой величины R и фактической величины является критерием корректного выполнения всей работы.

4 этап. Обобщение результатов.

Все шесть бригад заносят свои результаты в общую таблицу 17. Допускается анализ только тех данных, которые являются достоверными и проверенными по совпадению R (проектируемой) и фактической величиной

Таблица 17.

Сводная таблица

№ бригады

Ц, кг/ м 3

В/Ц

, кг/м 3

кг/ см 2

Примечание

По данным табл.17 строят график Rб = f(Ц) при постоянной подвижности бетонной смеси ОК = сonst. Графику дают условное пояснение.

1.Основные факторы, влияющие на прочность бетона.

2.За счет каких технологических приемов можно повысить класс бетона по прочности.

3.Какая существует зависимость между классом и маркой бетона.

4.Какие экспериментальные данные необходимо иметь для расчета предела прочности при сжатии бетона.

5.Назовите рациональную область использования бетонов на плотных заполнителях.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.).

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала.

Бетонные конструкции представляют значительную часть строительных сооружений, надежность которых зависит от совокупности прочностных качеств материала. Долговечность бетона характеризует его способность сохранять свою механическую прочность в течение всего периода эксплуатации. Объективная оценка факторов надежности бетона позволяет исключить негативные критерии, установить причины разрушения и определить срок службы одного из основных строительных материалов.

Внешние факторы

Долговечность бетона зависит от воздействия на его поверхность целого ряда внешних факторов, в числе которых влажность и атмосферные осадки, контакт с агрессивными органическими и минеральными средами, морскими и грунтовыми водами, воздействие солнечного света и перепада температур, наличие и величина испытываемых динамических и статических нагрузок. Уровень оказываемого разрушающего воздействия зависит от химического состава агрессивных сред, амплитуды температурного воздействия, величины физических сил, оказывающих механическое воздействие. В зависимости от природы возникновения коррозия бетона, приводящая к его разрушению, может носить электрохимический, химический, физический, микробиологический или физико-химический характер. В большинстве случаев имеет место комплексное воздействие внешних разрушающих факторов, определяющих степень долговечности материала.

Нагрев и охлаждение

Одним из основных деструктивных факторов является температурное воздействие, которое в результате охлаждения и нагрева приводит к сужению и расширению материала. Несмотря на минимальный коэффициент расширения бетона, капиллярно-пористая структура строительного материала создает предпосылки для коррозионных процессов, которые возникают в результате циклов замораживания и оттаивания. Фазовая кристаллизация воды и солей приводит к механическим повреждениям и объемным изменениям структуры. Тепловое воздействие служит катализатором для движения внутри материала потоков тепла, влаги, пара или газов. В конечном счете, уровень воздействия, который оказывает нагрев и охлаждение зависит от вида бетона, соотношения и рецептуры смеси, качества примененных при изготовлении заполнителей. Важнейшим критерием качества и долговечности бетона является его морозостойкость, определяющая число допустимых циклов заморозки и оттаивания без потери прочности. С целью повышения морозостойкости бетона находят применение специальные воздухововлекающие добавки.

Обычные бетоны, выполненные на основе портандцементов, предназначены для использования при температуре не более 200° С. В случае превышения этого значения материал теряет свои прочностные качества из-за выпаривания кристаллизационной влаги, приводящего к нарушению структуры. При формировании жароупорных бетонов используются микронаполнители в виде туфа, трепела, шамота и прочих добавок.

Механические воздействия

При проектировании бетонных изделий, несущих и прочих конструкций их массивность и объем зависят от нагрузки, которую будет испытывать материал в течение всего срока эксплуатации. Механические нагрузки разделяют на статические, характер которых подразумевает постоянное воздействие и динамические, возникающие в виде кратковременно воздействующих сил изменяющейся амплитуды. Наличие динамических ударов является причиной усадочных деформаций, которые проявляются со временем при наличии значительных нагрузок. Характеристика твердости бетона непосредственно зависит от марки использованного цемента.

С течением времени истирание и износ являются причиной разрушения целостности бетонных поверхностей. Перегрузки способствуют появлению внутреннего напряжения конструкций, снижающего их долговечность.

Контакт с водой

В течение длительного периода многие бетонные изделия и конструкции эксплуатируются в контакте с водной средой. При этом влага может представлять собой грунтовые, сточные, речные, морские воды. Сезонные осадки в виде дождей и снега также представляют собой один из факторов воздействия на бетон. Для железобетонных изделий, прочность которых усилена за счет арматурного каркаса, контакт с водой может повлечь за собой коррозию металлических стержней. Водонепроницаемость материала зависит от числа доступных макропор в открытом состоянии, которые появляются в процессе испарения избыточной жидкости, а также наличия технологических трещин. Для снижения уровня воздействия бетонов используют специальные присадки, применяют технологию вибролитья, которая позволяет максимально снизить пористость материала и его проницаемость.

Химические факторы

Химическая коррозия бетона наблюдается в результате действия органических соединений, растворов солей, щелочей, кислот и их оксидов в жидком и газообразном состоянии. Динамика деструктивных процессов зависит от степени агрессивности воздействующей среды, минералогического состава строительного материала. Скорость разрушения является функцией от уровня растворимости бетонной поверхности, а именно: ее составных частей, в процессе реакции с раствором. Эффективной методикой для продления срока службы бетона при опасности химической коррозии, является гидроизоляция, которая формируется в виде внешнего покрытия на основе специальных материалов, не вступающих в реакцию с агрессивной средой.

Срок службы

При соблюдении всех правил эксплуатации бетон и изделия, выполненные на его основе, имеют срок службы 50-70 лет. При наличие ошибок в проектировании в части расчета массивности и нагрузочной способности, выбора марки цемента, его параметров, а также при изменении характеристик внешней среды, долговечность бетона может быть снижена, составляя 10-15 лет.

Бетон — один из самых широко применяемых строительных материалов с древнейших времен.

Его прочность, долговечность, возможность создавать из него конструкции сложных форм — все это делает бетон очень привлекательным для строительства материалом уже более 6000 лет.

Во все времена строители и инженеры проявляли творческую жилку, экспериментируя с рецептурами бетонных смесей. В старину делалось это по наитию, и результаты радовали не всегда. Но постепенно опыт поколений мастеров накапливался, и сейчас к услугам строителей выпускаются добавки с гарантированным воздействием.

Состав бетона

Классический состав бетона включает:

цемент;
крупные заполнители (гравий, щебень, гранитный отсев, керамзит и другие материалы, крупность зерна которых составляет от 20 до 100 мм и выбирается в зависимости от проекта);
мелкие заполнители (обычно песок средних и крупных фракций, крупность зерна также зависит от проекта);
воду.

Состав бетонов регулируется ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».

Также применяются цементно-песчаные растворы, которые не включают крупные заполнители. Они применяются в качестве штукатурных, кладочных, ремонтных растворов, также из них могут выполнять стяжки, которые не будут испытывать высоких нагрузок.

Факторы, обусловливающие прочность бетона

Состав бетонных смесей на первый взгляд кажется простым, но прочность готового изделия зависит многих факторов. В первую очередь, влияют на нее количество цемента в замесе и выбор марки цемента. Чем выше марка цемента и чем больше его доля в растворе, тем выше прочность бетона на сжатие. По этому признаку бетоны подразделяются на классы.

На прочность бетона влияют также тип цемента, заполнители, пропорции компонентов, тщательность замеса, обработка уложенного бетона и условия его твердения.

Имеет значение и качество исходных компонентов: чистота воды и заполнителей, отсутствие в них примесей, свежесть цемента.

Что такое активность цемента

Свежесть цемента влияет на качество бетона. При хранении цемент, особенно, если он хранится без упаковки, за несколько месяцев теряет свою активность. Через 3 месяца хранения расчетная прочность цемента снижается на 23%, а быстротвердеющие цементы становятся обычными уже через месяц хранения.

Важно!

Активность цемента — это параметр, который положен в основу классификации цементов на марки. Активностью называют предел прочности на сжатие цементных образцов в возрасте 28 суток. По этому параметру цементы подразделяют на классы: 32,5, 42,5, 52,5. Кроме того, по прочности на сжатие в возрасте 2 (7) суток цементы классифицируют на подклассы:

ЦЕМ I (портландцемент);
ЦЕМ II (портландцемент с минеральными добавками);
ЦЕМ III (шлакопортландцемент);
ЦЕМ IV (пуццолановый цемент);
ЦЕМ V (композиционный цемент).

Цементы ЦЕМ II–ЦЕМ V также подразделяются на подтипы (А, В, С) в зависимости от содержания цементного клинкера и добавок.

Другие факторы, от которых зависит активность цемента:

Можно ли повысить активность лежалого цемента

Лежалый цемент тоже можно использовать для приготовления бетонных растворов. Чтобы из лежалого цемента получить прочный бетон, применяют различные методы активации цемента:

Мокрая активация. На первом этапе в бетономешалку загружают цемент, крупные заполнители и частично воду. В течение 5 минут зерна крупного заполнителя растирают цемент, затем добавляется песок и остальная вода.
Виброактивация. Перемешивание с одновременной вибрацией цемента с песком повышает его активность на 30–40%.
Применение комплексных пластифицирующих добавок, которые позволяют повысить активность цемента и получить из него качественный бетон.

Водоцементное соотношение

Для протекания реакций гидратации требуется строго определенное количество воды, а именно, 0,3 от количества цемента. С целью повышения удобства обработки, обычно применяют водоцементное соотношение, равное 0,45–0,55, однако это все еще довольно жесткая смесь, а дальнейшее повышение в/ц влечет за собой снижение прочности бетона.

Важно!

В зависимости от консистенции, бетонные растворы делятся на жесткие и подвижные. Подвижные растворы подразделяются на пять классов по подвижности, от П1 до П5.

Чтобы повысить подвижность бетонных смесей без ущерба для прочности, применяют пластификаторы и суперпластификаторы, которые позволяют увеличить подвижность с П1 до П5.

Обработка и уход за уложенным бетоном

Прочность и плотность бетона взаимосвязаны. Вообще, бетон — материал пористый, для него характерно наличие капилляров и пор, но для повышения прочности бетона нужно стремиться к тому, чтобы их было меньше, и они имели наименьшие диаметры.

С целью удалить крупные воздушные пузырьки и добиться уплотнения бетонной смеси, после укладки ее в опалубку производится виброобработка, которая требует применения дорогостоящего оборудования, расхода электроэнергии и затрат времени. Применение пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок позволяет получать самоуплотняющиеся смеси, не требующие обработки. Размер и количество пор в них уменьшены по сравнению с бетонами без добавок, соответственно, возрастает их плотность и прочность.

Обеспечение оптимальных условий во время набора прочности (28 суток) также имеет важнее значение.

Оптимальными являются температура воздуха 18–22°С и практически стопроцентная влажность. При снижении температуры воздуха процессы набора прочности замедляются, около 5°С и ниже практически прекращаются; таким же образом влияет влажность воздуха 40% и ниже. Поэтому для зимнего бетонирования применяют противоморозные добавки, которые позволяют проводить бетонные работы даже при температуре воздуха до минус 20°С.

При повышении температуры воздуха бетон пересыхает, и это тоже негативно отражается на его прочности. Чтобы бетон не пересыхал, его поливают водой.

Итак, на прочность бетона влияют:

чистота и пропорции основных компонентов;
тип, марка и свежесть цемента;
правильный замес;
обработка и уход после укладки.

Также повлиять нее можно путем внесения специальных добавок.

Какие добавки применялись в мировой истории строительства

Состав бетона включает всего несколько компонентов, но люди всегда находили возможность внести те или иные добавки, чтобы добиться получения материала с какими-либо особенными характеристиками. В старину это были различные подручные вещества, а выбор добавок и их дозировок носил экспериментальный характер, поскольку физико-химические особенности происходящих в смеси цемента с водой процессов тогда еще не были известны. Вот почему некоторые постройки получались прочными, другие быстро разрушались.

В Древнем Риме строители добавляли в бетонные смеси кровь животных, свиное сало, молоко. Гемоглобин крови, как сейчас стало известно, является пластификатором. Свиной жир и молоко применяли для придания водоотталкивающих характеристик. На Руси для повышения прочности в строительные растворы добавляли яйца.

При зимнем бетонировании в России растворы замешивали с добавлением водки и мыла. Например, именно так был залит фундамент Александровской колонны в Санкт-Петербурге.

С 1850 года при изготовлении бетона начали применять портландцемент. В те времена в растворы добавляли гипс. В начале ХХ века применяли хлористый кальций как ускоритель твердения и сахар — как замедлитель твердения бетона.

В СССР в качестве добавок в бетонные растворы применяли нерастворимые мыла на основе жирных кислот, препараты на основе восков, битума.

В качестве ускоряющих добавок применялись соли-электролиты.

В качестве пластификаторов применялись (и применяются):

сульфированные меламиноформальдегидные смолы, а также комплексные добавки на их основе;
модифицированные лигносульфонаты и комплексные добавки на их основе;
продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, а также комплексные добавки на их основе;
продукты конденсации оксикарбоновых кислот.

Какие добавки применяют для повышения прочности бетона

Внесение в бетонные растворы упрочняющих добавок широко практикуется в строительстве. Но, в отличие от строителей прошлых веков, сейчас применяются добавки, которые разработаны и испытаны в лабораториях, обеспечивают гарантированный эффект, а на их упаковках даны четкие указания по дозировке.

В соответствии с ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов», есть несколько классов добавок для бетонных растворов:

Регулирующие характеристики бетонных и цементных растворов. Это пластификаторы и суперпластификаторы, стабилизирующие, водоредуцирующие, вовлекающие воздух добавки.
Влияющие на кинетику твердения. Это ускорители, замедлители, добавки, снижающие проницаемость бетона.
Придающие специальные свойства (гидрофобизаторы, противоморозные добавки, фотокаталитические добавки).
Минеральные добавки, которые могут быть активными или инертными.

Необходимость внесения добавок определяет ГОСТ 24211-91 (не распространяется на минеральные добавки).

Пластификаторы и суперпластификаторы

Чаще всего для увеличения прочности применяется добавление в растворы пластификаторов и суперпластификаторов.

Они повышают активность цемента и способствуют более полному вовлечению его составляющих в реакции гидратации, что увеличивает прочность бетона. Помимо этого, они позволяют без увеличения доли воды в замесе повысить удобоукладываемость смеси, в результате чего в готовом бетоне меньше пор и капилляров, они меньшего размера, а прочность и плотность бетона повышаются.

Рассмотрим пластифицирующие добавки производства CEMMIX. Это современные добавки, и, что немаловажно, все добавки в линейке совместимы друг с другом и с отечественными цементами. Также они имеют удобную для работы жидкую форму, их легко добавлять в растворы, они хорошо смешиваются с компонентами раствора.

Выпускается несколько добавок CEMMIX с пластифицирующими и упрочняющими свойствами:

Одним из важнейших показателей в строительстве является расход цемента на 1 куб бетона. Он определяет экономические параметры возведения монолитов, технические характеристики объекта и его качество. От того, какое вяжущее вещество применяется, зависит норма потребления — её несложно найти самостоятельно. Существуют расчётные и табличные способы установить нужное для приготовления бетона определённой марки количество и качество цемента.

Влияние факторов на расход цемента

Связующее вещество — самый дорогой ингредиент в бетонной смеси, и употребляют его в изделиях бережливо, но недостаток цемента приведёт к полному разрушению конструкции. Прочность сооружения, морозоустойчивость и водонепроницаемость обеспечиваются оптимальным соотношением таких определяющих факторов:

свойства компонентов;
фактическая марка цемента;
проектная прочность бетона.

Помимо вяжущего, в состав смеси входят вода, песок, щебень. Применяют также целевые добавки — упрочнители и пластификаторы.

Требования к ингредиентам

Неправильный выбор заполнителей и загрязнённость примесями приводят к снижению адгезии частиц между собой, что подталкивает к увеличению расхода цемента против нормы при попытках достичь нужной марки бетона. Необходимо выполнение следующих требований к песку и щебню:

Что касается цемента, то, по нормативу, марка в 1,5―2 раза превышает показатель прочности бетона: для изделия М300 берут вяжущее М600 или М500. Применение портландцемента ниже рекомендованного сорта приводит к увеличенному его расходу с вытекающими из этого последствиями, такими как уменьшение трещинностойкости, повышение усадки, капиллярной пористости и ползучести. Результатом станет снижение качества сооружения. Поэтому предельная норма расхода на 1 куб бетона — 600 кг.

Другая крайность — применение в малопрочных изделиях высокомарочных вяжущих. Во-первых, это нерационально: активность используется не в полной мере. Во-вторых, расход цемента на 1 куб бетона М200 получается настолько небольшим, что количества цементного теста недостаточно для обволакивания и скрепления песчинок и щебня, образования однородной удобоукладываемой смеси. Отсюда следует ограничение по минимальному расходу: для бетона обычного — 180 кг/ м 3 , армированного — 220 кг/ м 3 .

Зависимость от заданной марки бетона

Основным фактором, определяющим расход цемента и материалов на 1 куб бетона, является назначение изготавливаемого монолита. В индивидуальном и малоэтажном строительстве чаще всего применяют бетонные смеси с маркировками:

М200 для закладки различного типа фундаментов, покрытия дорожек и тротуаров, заливки площадок. Изделия хорошо выдерживают нагрузку на сжатие.
М300 используют при изготовлении стеновых конструкций и перекрытий зданий, строительстве монолитных фундаментов.

Для замешивания бетона М200 используют цемент М300 или М400. Мешки бумажные по 50 кг — удобная форма для дозирования вяжущего порошка: чтобы изготовить 1 куб М200, понадобится пять мешков и 13 кг марки М400.

Определение нормы компонентов смеси

Практический способ установления норматива закладки ингредиентов основан на имитации изготовления смеси. Осуществляются следующие операции:

Смысл метода заключается в том, что все пустоты в объёме смеси оказываются заполненными: цемент замещает пространства между песчинками, а сыпун — промежутки в щебне. Прочность смоделированного бетонного раствора окажется примерно равной крепости исходной горной породы. В частном строительстве, не требующем точности расчётов, такой метод нормирования с успехом применяется.

Расчёт вяжущего вещества в бетоне

В зависимости от марки цемента, на изготовление кубометра монолита расходуется 240―320 кг порошка. Количество каждого из компонентов бетонной смеси и соотношение между ними приведено в таблице:

Класс бетона	Марка вяжущего	Пропорция Ц/Щ/П/В	Цемент	Щебень	Песок	Вода, л
М200	400	10/48/28/5	263	1265	738	131
М300	400	10/37/19/5	338	1250	642	170
М200	500	10/56/35/5	226	1267	792	113
М300	500	10/43/24/5	292	1258	702	146

Вес сыпучих ингредиентов указан в килограммах. Отмеривание вяжущего производится с точностью до 1 кг, других — до 5 кг. Воду добавляют в 3―4 приёма до получения нужной консистенции смеси.

Долговечность материалов характеризуется сроком службы, в течение которого они сохраняют работоспособность.

Исчерпание долговечности происходит при достижении предельного состояния, после чего дальнейшая эксплуатация становится либо технически невозможной, либо экономически нецелесообразной. Долговечность бетона (и железобетонной конструкции) зависит как от его свойств, так и от характеристик среды, в которой он эксплуатируется. Поэтому при проектировании бетона должны учитываться условия его эксплуатации.

Фактическая долговечность бетонных и железобетонных конструкций

Опыт эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций и сооружений дает примеры их высокой долговечности. Наиболее известный — Пантеон (храм всех богов) в Риме с куполом из легкого бетона пролетом 43 м. Его возраст около 2000 лет. Хотя железобетон, в отличие от бетона, существует лишь чуть больше 150 лет, имеется ряд сооружений почти такого же возраста, прекрасно сохранившихся.

Предложены формулы для расчета долговечности железобетона, в которых влияющие на нее факторы варьируются в широких пределах. По формуле ВНИИ железобетона при самых низких уровнях долговечность составила 5 лет, а при самых высоких — 269 лет.

Если возможность столь высокой долговечности предстоит еще проверить, то прогнозы минимальной долговечности достаточно точны. Имеется значительное количество случаев разрушения железобетонных конструкций после 2-3 лет эксплуатации. При этом ситуация отнюдь не улучшилась в последние десятилетия. Весьма уязвимыми являются дороги и мосты, подвергающиеся совместному действию влаги, мороза и хлористых солей, морские сооружения. Ряд конструкций, эксплуатирующихся во влажных условиях при одновременном действии мороза, также имеет недостаточную долговечность. Остается проблемой долговечность конструкций, подвергающихся действию агрессивных сред. В частности, повышается число случаев внутренней коррозии бетона вследствие увеличения содержания щелочей в цементе в последнее время.

Одним из факторов, изменившихся не в пользу долговечности бетона, является повышение тонкости помола цементов. Оно определяется необходимостью повышения ранней прочности бетона, улучшения использования цемента, снижения расхода сырьевых ресурсов.

Но это приводит к уменьшению клинкерного фонда в бетоне, играющего в обеспечении его долговечности значительную роль. Благодаря ему происходит дальнейшее твердение бетонов на обычных цементах после 28 суток. В возрасте трех-шести месяцев их прочность повышается примерно на класс. Происходит уплотнение структуры таких бетонов, снижается их проницаемость — важнейший фактор долговечности. Существенной является и способность бетона с достаточным клинкерным фондом к самозалечиванию микротрещин. Бетоны на тонкомолотых цементах практически не обладают такими свойствами.

Читайте также: