Свойства тяжелого бетона пористость морозостойкость водонепроницаемость усадка и набухание

Обновлено: 16.05.2024

Физические и специальные свойства бетона

Плотность бетона свойство бетона, влияющее на его стойкость к различным условиям эксплуатации. Обычный тяжелый бетон не является абсолютно плотным. Пористость в бетоне образуется из-за наличия воды в бетонной смеси. Пористость тяжелого бетона колеблется от 5 до 15%.

Плотность бетона может быть повышена тщательным подбором зернового состава заполнителей с целью уменьшения объема пустот в смеси; уменьшением водоцементного отношения, что достигается введением в бетонную смесь специальных добавок-пластификаторов, которые способствуют снижению водопотребности бетонной смеси при той же подвижности.

С повышением плотности бетона улучшаются его физико-механические свойства – повышается прочность, водонепроницаемость, морозо- и коррозиестойкость и др. Водонепроницаемость бетона зависит от его плотности и структуры. Плотный бетон мелкопористой структуры при толщине железобетонных конструкций более 200 мм практически водонепроницаем. Водонепроницаемость бетона характеризуется наибольшим давлением воды, при котором она еще не просачивается через бетонный образец.

По водонепроницаемости бетон подразделяется на шесть марок: W2; W4; W6; W8; W10; W12. Цифра в обозначении марки указывает на величину давления соответственно 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 МПа. Для повышения водонепроницаемости бетона его поверхность покрывают плотным раствором, пленками из пластмасс, применяя расширяющиеся цементы.

В ГОСТе на тяжелый бетон, в том числе и гидротехнический, уста-новлены следующие марки морозостойкости: F50; F100; F150; F200; F300; F400; F500.

Высокой морозостойкостью обладают плотные бетоны, бетоны с вы-сококачественным гранитным щебнем.

Усадка и расширение. Усадка бетона – уменьшение его объема в процессе твердения. Она происходит при твердении бетона на воздухе или при недостаточной влажности среды, способствующей высыханию бетона.

Усадка цементного камня обычно равна 3. 5мм/м. У бетонов в связи с введением заполнителей она значительно меньше и составляет 0,2. 0,4 мм/м.

Усадка увеличивается при повышении содержания цемента и воды, применении мелкозернистых и пористых заполнителей.

Для снижения усадки бетона следует применять белитовые цементы или цементы более низких марок, уменьшать количество воды затворения, применять крупные заполнители рационального зернового состава и строго соблюдать влажный режим твердения бетона.

В первый период твердения может происходить расширение бетона от нагревания теплом, выделяющимся при взаимодействии цемента с водой. Оно способно вызвать деформации конструкций и появление трещин, во избежание которых устраивают температурные швы, а для уменьшения тепловыделения бетона применяют цементы с малым выделением тепла.

Коррозионная стойкость. Коррозия бетона вызвана разрушением цементного камня и сопровождается понижением прочности и водонепро-ницаемости, а также ухудшением сцепления бетона с арматурой. Разрушение бетона от коррозии значительно ускоряется, если агрессивные вещества проникают в его толщу, поэтому мерами повышения коррозионной стойкости бетона являются:

Ø применение цементов определенного состава и качества с малым содержанием трехкальциевого алюмината и минимальным выделени-ем гидроксида кальция;

Ø тщательное уплотнение бетонной смеси после ее укладки с целью придания бетону большей плотности; правильное конструирование элементов сооружений для обеспечения равномерной деформации бетона в процессе твердения без образования трещин.

Защитить поверхность бетона от проникновения агрессивных веществ можно облицовкой ее плотными керамическими плитками, обработкой специальными веществами (жидким стеклом, кислотоупорным цементом), покрытием гидроизоляционными и пленкообразующими полимерными материалами.

Огнестойкость. Бетон – огнестойкий материал, способный при пожаре выдерживать высокие температуры, но длительное действие на бетон температур 150. 250°С снижает его прочность на 25%. Эта потеря прочности после ликвидации пожара не восстанавливается. При длительном воздействии температуры 500°С и последующем увлажнении бетон разрушается. При строительстве сооружений, подвергаемых в процессе эксплуатации длительному воздействию высоких температур (свыше 250°С), применяют жаростойкий бетон.

Радиационная стойкость. Для защиты от радиоактивных излучений в качестве заполнителей для бетона используют материалы с высокой плотностью: магнетит, барит, металлический скрап, чугунную дробь и др.

Для улучшения защитных свойств особо тяжелых и гидратных бетонов (содержат большое количество химически связанной воды) в их состав вводят добавки, содержащие легкие элементы (литий, кадмий, бор), такие, как карбид бора, хлористый литий, сернокислый кадмий и др.

Свойства тяжелого бетона: пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, тепловыделение, усадки и набухание.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей.

Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона.

Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей. Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона.

Деформативность бетона. В бетоне различают деформации двух видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдоль направления действия сил. Начиная с малых напряжений, в нем помимо упругих восстанавливающихся деформаций развиваются неупругие остаточные деформации. Поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на три вида: при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки и при многократно повторном действии нагрузки.

При однократном загружении бетона кратковременно приложенной нагрузкой деформация бетона образуется из упругой и неупругой пластической деформаций. Небольшая доля неупругих деформаций в течение некоторого периода времени после разгрузки восстанавливается. Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона.

Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышать упругие деформации. Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше, чем во влажной. Технологические факторы влияют на ползучесть бетона: с увеличением В/Ц и количества цемента на единицу объема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается; с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается.

Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузки бетона приводит к постепенному накапливанию неупругих деформаций. После достаточно большого числа циклов эти неупругие деформации, соответствующие данному уровню напряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигает своего предельного значения, бетон начинает работать упруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

Свойства тяжелого бетона: пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, тепловыделение, усадки и набухание.

Свойства и основные технические характеристики тяжелого бетона

Конструкциям, которые сооружаются из тяжелого бетона, предстоит испытать значительные нагрузки. Ведь из этого материала изготавливают фундаменты и железнодорожные мосты, объекты в метро и аэродромные покрытия. А для этого бетон обязан обладать рядом определенных свойств.

Про технические условия, характеристики тяжелых бетонов, их ГОСТ и связь с мелкозернистыми материалами расскажем в этой статье.

Свойства тяжелого бетона и бетонной смеси

Прочность

Начнем с главного параметра тяжелого бетона – прочности. Причем, как известно, бетонные конструкции в основном подвергаются сжимающим нагрузкам. Поэтому определяющей является прочность на сжатие. Ее проверяют через 28 дней после полного затвердевания смеси (при температуре 20 градусов и влажности 95 процентов).

Для испытаний на прочность отливают контрольные образцы – кубики со стороной 15 сантиметров. Прочности у тяжелых бетонов варьируется от 50 до 800 килограмма на квадратный сантиметр и определяется его маркой. Предел прочности обозначается буквой «В».

О том, как производится определение прочности тяжелого бетона, расскажет это видео:

Пористость

Несмотря на высокую среднюю плотность (кг/м3) бетонов тяжелого типа, поры всё же присутствуют, причем порой они составляют 15 процентов общего объема. Их образование происходит из-за того, что закупориваются капли воды.

Сократить количество пор помогает тщательное размешивание цементной смеси. Главное – следить, чтобы не образовались крупные поры – они вредят качеству материала.

Деформация и усадка

Стоит помнить, что данные процессы происходят естественным образом, продолжаясь порядка двух-трех лет. Усадку конуса называют также подвижностью.

Есть смеси подвижные (пластичные, растекающиеся под давлением собственного веса), а есть жесткие (практически не подвергающиеся таким изменениям). Тяжелые бетоны относятся ко второму виду.

Деформативные свойства определяются модулем упругости.

Морозоустойчивость

Для тяжелого бетона важен данный показатель, так как конструкции из этого материала используется на открытом воздухе. Способность многократно замерзать (при температуре минус 18) и оттаивать (при температуре плюс 18), не теряя своей прочности и не трескаясь, обозначается буквой «F». Число после нее – количество циклов заморозки. В данном случае может безболезненно проходить не менее 200 таких циклов. Для высокой морозостойкости содержание капиллярных пор должно быть не более 6-6,5 процента.

Водостойкость

Чем меньше пор в материале и чем выше они мельче, тем лучше этот показатель. Как правило, у данных материалов он находится на достаточно высоком уровне.

Теплопроводность

В связи с малым количеством пор тяжелый бетон очень хорошо проводит тепло. Поэтому его нерационально использовать, к примеру, для отделочных работ в чистом виде.

Про технические характеристики тяжелых бетонов классов В25, В15, марок М350, М50, М200 и других расскажем далее.

Технические характеристики материала

Для наглядности представим их в виде таблицы.

Параметр	Значение	Единицы измерения
Модуль упругости	от 22000 до 35000	МПа
Усадка	от 0,3 до 0,4	мм/м
Водопоглощение (максимум)	от 4 до 8	%
Коэффициент теплопроводности	от 1,2 до 1,5	Вт/м·К
Теплоемкость	от 0,75 до 0,92	Дж/кг·К
Число циклов заморозки	не менее 200	-

Про 26633 ГОСТ и другие в отношении тяжелых бетонов и бетонных смесей БСТ рассказывает следующий раздел.

Характеристики бетона: морозостойкость, влагостойкость, истираемость, подвижность

Продолжая тематику маркировки бетона , поговорим сегодня о таких его качествах, как стойкость к действию мороза и влаги, механическому трению и постоянной (статической) нагрузке.

Под морозостойкостью понимают способность бетона выдержать определенное число циклов замерзания и оттаивания без потери прочности и массы (максимальное уменьшение показателей - 5%). Соответственно, маркируют эту характеристику буквой F с числовым обозначением, соответствующим тому самому числу циклов.

Как видно из приведенной таблицы, этот показатель напрямую связан с маркой/классом бетона и его водопроницаемостью. Это объясняется тем, что более плотные и тяжелые марки обладают меньшим количеством пор, в которые может проникнуть вода.

Последствия замерзания-оттаивания бетона с высоким влагопоглощением (пористого) Последствия замерзания-оттаивания бетона с высоким влагопоглощением (пористого)

Соответственно, при этом риск разрушения искусственного камня снижается.

Водонепроницаемость ниже W4 допустима только в помещениях, причем помещениях сухих, параметр выше W8 встречается достаточно редко, в основном в гидротехнических, надводных и подводных сооружениях, в быту это просто не нужно.

В зависимости от температуры и условий эксплуатации выбирают различные марки бетона, особенно ответственно следует подходить к материалу для заглубленного фундамента.

Отдельно следует учитывать плотность бетона, поскольку это также влияет на водопоглощение и морозостойкость конструкций. Маркируется эта характеристика литерой D с числовым значением, подробнее в таблице.

Есть также такая характеристика, как истираемость. Она важна для дорожных покрытий и маркируется буквой G с показателем от 1 до 3. Максимально стойкие к трению составы обозначаются G1, они нужны на ответственных трассах, аэродромах и так далее, а вот для дорожки возле дома будет достаточно G3.

Все приведенные выше характеристики относятся к эксплуатации бетона, а вот в процессе его укладки важна также пластичность или подвижность смеси. Этот показатель нормируется ГОСТом 7473-2010 и означает способность бетонного раствора заполнять заданную форму под действием силы тяжести. Для заливки в опалубку удобнее, конечно, подвижные смеси, поскольку они полностью заполняют пространство. Однако при заливке фундаментов по гравийной или гравийно-песчаной подушке излишне подвижная смесь будет "уходить" в грунт. Повышают подвижность добавление воды и пластификаторов.

Более жесткие смеси используют для заливки оснований, покрытий и плит с малым количеством арматуры. Чем гуще армирование - тем более подвижным должен быть состав бетона, но для марок П4. П5 опалубка должна быть полностью герметична.

Водонепроницаемость бетона. Бетон (W) - характеристики.

Бетон – пожалуй, самый распространенный строительный материал. Огромное количество конструкций и сооружений, которые могут контактировать с водой во время эксплуатации, выполняются из бетона. В таких случаях очень ценится такая характеристика, как водонепроницаемость бетона. Это весьма полезное свойство бетонных изделий. Благодаря этому качеству бетон не пропускает сквозь себя жидкость в условиях чрезмерного давления. Это основной нормируемый показатель качества бетонных изделий, позволяющий бетону эксплуатироваться длительное время. Водонепроницаемость бетона (w4 или w6 и больше) в маркировке указывается с помощью буквы W. К примеру, бетон в25 чаще всего производится с показателем w6 и w8.

Исходя из избыточного давления жидкости на пробу, принимается марка бетона по водонепроницаемости. Но стоит знать, что сорт пробы по данному показателю, весьма условен. Бетон – уникальный материал, который способен выдержать давление воды примерно 3 МПа без фильтрации. ГОСТ водонепроницаемость бетона 12730.5-84 регламентирует методы определения водопроницаемости бетона. А за ГОСТ 26633 предусматривается использование бетона категорий водонепроницаемости W2… W18, W20 для строительства конструкций, эксплуатируя которые требуется ограничить их от проникновения внутрь воды. Исходя из избыточного давления жидкости на пробу, принимается марка бетона по водонепроницаемости. Но стоит знать, что сорт пробы по данному показателю, весьма условен. Бетон – уникальный материал, который способен выдержать давление воды примерно 3 МПа без фильтрации. ГОСТ водонепроницаемость бетона 12730.5-84 регламентирует методы определения водопроницаемости бетона. А за ГОСТ 26633 предусматривается использование бетона категорий водонепроницаемости W2… W18, W20 для строительства конструкций, эксплуатируя которые требуется ограничить их от проникновения внутрь воды.

W бетон отлично подходит для возведения фундамента. Марка бетонного монолита должна относиться к классу не ниже W6 для проведения строительных работ. Образцы этого класса бетона способны выдержать воздействие грунтовых вод без признаков просачивания. Но даже монолитные блоки не могут на все 100% гарантировать непроницаемость воды в конструкцию. Жидкость способна проникать сквозь швы или сопряжения. Поэтому требуется дополнительно защитить места швов.

Чтобы изготовить бетонное изделие с высоким показателем водонепроницаемости, воду лимитируют. Во время исключения жидкости используются добавки в бетон для водонепроницаемости. Их роль играют специальные дополнения, называемые пластификаторами. При этом исчезает необходимость проводить усадку с помощью вибраций. Он уплотняется без постороннего вмешательства. Чтобы изготовить бетонное изделие с высоким показателем водонепроницаемости, воду лимитируют. Во время исключения жидкости используются добавки в бетон для водонепроницаемости. Их роль играют специальные дополнения, называемые пластификаторами. При этом исчезает необходимость проводить усадку с помощью вибраций. Он уплотняется без постороннего вмешательства.

С течением времени бетон стареет, а его водопроницаемость растет. Это самое удивительное свойство бетона. Но оптимального повышения водонепроницаемости можно добиться только во время продолжительного влажностного ухода.

Особенно важно учитывать данную характеристику, заказывая бетон под фундамент.

Марка, класс, показатель водонепроницаемости бетона

Водонепроницаемость – важная характеристика бетона, характеризующая способность материала сохранять устойчивость к проникновению воды вглубь бетонной конструкции. Это свойство напрямую связано с еще одним важным параметром – морозостойкостью, то есть способностью бетонных элементов переносить циклы замерзания-оттаивания. Этот параметр обозначается буквой W и четными цифрами в диапазоне – 2-20. Использование бетона с хорошей водонепроницаемостью позволяет сэкономить на дополнительных гидроизоляционных мероприятиях. Водонепроницаемость – важная характеристика бетона, характеризующая способность материала сохранять устойчивость к проникновению воды вглубь бетонной конструкции. Это свойство напрямую связано с еще одним важным параметром – морозостойкостью, то есть способностью бетонных элементов переносить циклы замерзания-оттаивания. Этот параметр обозначается буквой W и четными цифрами в диапазоне – 2-20. Использование бетона с хорошей водонепроницаемостью позволяет сэкономить на дополнительных гидроизоляционных мероприятиях.

Характеристики бетонов разных марок водонепроницаемости

Марка материала по водонепроницаемости выбирается, в зависимости от условий эксплуатации:

W2 . Низкий показатель. Конструкции из этого строительного материала требуют проведения дополнительных гидроизоляционных мероприятий.
W4 . Нормальный уровень водонепроницаемости. Такой материал применяется при строительстве фундаментов в грунтах невысокой влажности. Во влажных местах – с использованием наружной гидроизоляции.
W6 . Материал наиболее применяем в индивидуальном и массовом строительстве.

W 8 . Водонепроницаемые бетоны используются при строительстве конструкций или объектов с повышенными требованиями к устойчивости к проникновению влаги. W 8 . Водонепроницаемые бетоны используются при строительстве конструкций или объектов с повышенными требованиями к устойчивости к проникновению влаги.

Бетоны высокой водонепроницаемости марок W10-W20 используются при строительстве гидротехнических объектов, водохранилищ, бункеров.

Способы определения стойкости бетонов к проникновению влаги

Водонепроницаемость характеризуется прямыми и косвенными показателями. К основным показателям относятся:

Свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.
Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.
При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.
Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Классификация бетонных смесей

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цементным тестом (Вц) и заполнителем (Взап): В= Вц + Взап. Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси - подвижность и жесткость.

Водопотребность заполнителя Взап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков.
Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона - от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.
Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости. При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки.
Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя - щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми.
Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести.
Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих.

Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в. наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 сут выдерживания в камере нормального твердения или через 7 сут после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность - наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м.С°).
Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры.

Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения.

Читайте также: