Свойства бетона и бетонной смеси

Кроме проектной прочности бетон к заданному времени обязан включать в себя ряд качеств, которые требует изготовляемая конструкция: плотность, морозоустойчивость, водостойкость и многие другие. Также бетонная смесь должна сохранять конкретную степень подвижности.

Бетонная смесь — это непростое собрание компонентов, включающее в себя новообразования после взаимодействия вяжущей основы и воды, частицы клинкера, которые не прореагировали, воду, заполнитель, специальные добавки и вовлеченный воздух. В итоге после реакции частей друг с другом получаем конечный продукт, обладающий физическими, реологическими, а также механическими свойствами, непосредственное влияние на которые оказывает количество и качество цементного теста.

Цементное тесто — система структурированная, создающаяся под действием сил молекулярного соединения между частицами и изначально обладающая некоторой прочностью. Каждая частица обрамлена водяной пленкой, наделяющей в жидком состоянии цементное тесто пластичностью. Твердая фаза водной суспензии напрямую влияет на структурную вязкость цементного теста.

Обширно используется в бетонной технологии такое свойство, как тиксотропия — наличие у структурированных систем возможности менять реологические свойства под воздействием внешних факторов, а также возврат к первоначальному состоянию после прекращенного воздействия.

Для того, чтобы выполнить заданную работу на хорошем уровне, необходимо помнить — бетонная смесь должна по консистенции, показатели оценки которой — подвижность либо жесткость, быть соответствующей способам уплотнения и укладки.

Для того, чтобы определить подвижность бетонной смеси (способность расплываться под собственным весом) требуется специальный конус, заполняемый в три этапа смесью, уплотняемой таким приемом как штыкование. Когда действие выполнено, конус снимают, позволяя бетонной смеси свободно оседать под собственной тяжестью.

В зависимости от показателя осадки конуса и дается оценка подвижности, разделяющая смеси на пластичные (осадка конуса 1-12 см) и более жесткие, практически не оседающие. Для того, чтобы оценить жесткость пользуются иными способами.

Чтобы определить жесткость бетонной смеси, используют прибор, состоящий из сосуда цилиндрической формы, имеющего высоту в 200 мм и внутренний диаметр — 240 мм, к которому прикреплено измеряющее устройство, состоящее из штатива, металлического писка, штанги и шести отверстий.

Данный прибор хорошо закрепляют на виброплощадке. Металлическую форму с насадкой, заполненной тройным слоем смеси, помещают в сосуд, где закрепляют специальным держателем.

После чего убирают форму-конус и, установив диск на поверхности смеси диск, запускают в работу виброплощадку. Жесткость бетонной смеси определяется временем вибрирования при амплитуде 0,5 мм, которое останавливается как только тесто цемента не станет показываться из отверстий в диске.

При увеличении в составе воды подвижность, несомненно, возрастет, хоть и в ущерб прочности. А вот если увеличить количество цементного теста, прочность останется практически неизменной с увеличенной подвижностью до застывания.

Бетонная смесь, в состав которой входят гравий и окатанный песок, будет более подвижной, чем смесь, включающая в себя щебень и горный песок. Видна прямая связь между формой зерен и подвижностью. Когда зерно заполнителя имеет гладкую и округлую поверхность, уменьшается общая поверхность зерен и трение между отдельными частицами.

Чем жестче бетонная смесь, тем меньше требуемый расход цемента, а, следовательно, и цена. Но при выборе следует ориентироваться не только на экономичность, необходимо учитывать будущий размер конструкции, сложность армирования, а также способ, которым будет происходить уплотнение смеси.

При увеличении в составе воды подвижность, несомненно, возрастет, хоть и в ущерб прочности. А вот если увеличить количество цементного теста, прочность останется практически неизменной с увеличенной подвижностью до застывания.

Бетон – это конечная стадия затвердевания смеси, приходящей в состояние камня

По началу цемент еще способен деформироваться, но по прошествии достаточного количества времени становится твердым и плотным. Конечно, на данный процесс влияют разнообразные факторы.

Например, различные пластифицирующие добавки, делают момент схватывания более медленным, а увеличение температуры, наоборот, ускоряет затвердевание.

Чем старше бетон, тем он более плотный и прочный. Это результат изменения микроструктуры цементного камня, пористость которого со временем уменьшается.

Чтобы прогреть бетон, кроме электрического тока и пара, используют различные добавки химического происхождения типа хлористого кальция и др.

Самая подходящая среда для правильного затвердевания бетона — это достаток тепла с хорошей влажностью. Ведь, как известно, процесс становится значительно медленнее при 15 градусах, а при ноле почти останавливается.

Свойства бетона

Прочность при сжатии

— определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов размером 150х150х150, изготовленной из бетонной смеси и выдержанной до испытания 28 суток в нормальных условиях. По пределу прочности при сжатии для тяжелых бетонов установлены марки: М100 (В 7.5), М150 (В 10) … М800 (В 60).

Прочность на изгиб

— испытывают только дорожный бетон. Размеры лабораторных балок 150х150х1200.

Плотность

— обычный тяжелый бетон не является плотным. Плотность бетона повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителей и применении пластификатора, снижающего водопотребность.

Водонепроницаемость

— при толщине более 200 мм бетон оказывается водонепроницаемым. Это свойство бетона характеризуется степенью наименьшего давления воды, при котором она все еще не просачивается через бетонный образец. Для повышения водонепроницаемости применяют пленки из пластмасс или уплотняющие добавки.

Морозостойкость

— способность бетонного изделия выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание во влажном состоянии.

Коррозиестойкость

— способность не разрушаться под воздействием физико-химических факторов окружающие среды. Стойкость повышается увеличением плотности бетона.

Огнестойкость

— способность бетона не разрушаться при кратковременном воздействии огня в условиях пожара.

Свойства бетонной смеси

Удобоукладываемость

— характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или внешних механических воздействий. Она оценивается подвижностью или жесткостью

Подвижность

— способность смеси растекаться под действием собственной массы. Определяется глубиной осадки конуса.

Жесткость

— способность смеси растекаться под воздействием вибрации.

Связность

— характеризует способность смеси не расслаиваться при транспортировке, выгрузки и укладке.