Бетон
Любой материал имеет определённый состав. При производстве бетонных работ необходимо учитывать, что такой материал, как бетон, должен удовлетворять такому соотношению его компонентов (цемента, воды, мелкого и крупного заполнителей), при котором обеспечиваются заданные показатели свойств бетонной смеси при наиболее экономически выгодном расходе цемента в процессе изготовления изделий. Состав обычно выражается отношением этих компонентов по весу ко всему весу 1мІ бетонной смеси. Причём бетон может быть как просто уложенный, так и уплотнённый.
Состав может также классифицироваться как номинальный и рабочий. Номинальный получают при использовании заполнителей в так называемом «воздушно-сухом» состоянии, а соответственно рабочий состав – при пересчёте номинального с учётом фактической влажности заполнителей. Требования по качеству излагают в специальных технических условиях.
Что касается марки или класса, то его назначают при проектировании железобетонных конструкций, тогда же назначают марки морозостойкости и водонепроницаемости. Классификация марок и принцип её назначения представлена ниже:
- За проектную марку по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см2) эталонных образцов-кубов
- Проектная марка морозостойкости характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях испытания. Назначается для бетона, подвергающегося многократному воздействию отрицательных температур.
- Проектная марка по водонепроницаемости характеризуется односторонним гидростатическим давлением (кгс/смІ), при котором образцы не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, к которому предъявляются требования по плотности и водонепроницаемости.
Марки М250, М350 и М450 применяют при условии, что это приводит к экономии цемента. Бетоны высоких марок (М500-М800) применяют для железобетонных конструкций.
Класс – это, в отличие от марки, числовая характеристика его определённого свойства, обычно прочности. Он очень важен при бетонировании. Причём эта характеристика должна выдерживаться с точностью 95%.
Классы обычно записывают в МПа. К примеру, если класс В45, то это значит, что при испытании на прочность в 95% случаев она будет не меньше 45 МПа, и лишь в 5% случаев – меньше 45 МПа.
Теперь необходимо рассказать про основные характеристики этого материалы, помимо прочности. Это его стойкость и однородность.
Стойкость – это характеристика, очень напоминающая прочность, однако здесь идёт речь о способности сохранять свою прочность под действием нагрузок в течение определённого времени без разрушения. Под стойкостью понимают много различных понятий, таких, как воздухо- и морозостойкость, стойкость против воздействия химически агрессивных сред, жаро- и огнестойкость. Если морозостойкость мы объяснили на примере различных марок, то воздухостойкость и стойкость к химически активным средам требует отдельного пояснения.
Под воздухостойкостью понимают способность бетона противостоять разрушающему действию чрезмерной усадки вследствие карбонизации.
Карбонизация, то есть присоединение С02 свободной известью, выделяющейся при гидролизе некоторых фаз, приводит к сильной поверхностной усадке цементного камня, которой препятствуют крупный заполнитель и внутренние слои. В результате в нем могут появиться поверхностные трещины, которые могут послужить каналами для распространения коррозии в глубь.
Стойкость к воздействию химических сред определяется стойкостью к влаге. Дело в том, что если в бетоне находится арматура, то она со временем может разрушаться под действием коррозии, причиной которой будет как раз влага. Причём если толщина защитного слоя будет примерно 10 – 25 мм, то этого будет достаточно для защиты арматуры от коррозии. Однако в крупнопористых и ячеистых материалах влага может попадать в арматуру и через защитный слой. В этом случае, методы защиты следующие:
- снижение проницаемости и повышение его плотности;
- увеличение толщины защитного слоя;
- введение добавок-замедлителей коррозии арматуры.
Однородность – это важнейшее техническое и экономическое требование. Для оценки однородности обычно используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени, тут принято считать, что стандартные образцы твердели в одинаковых условиях за одно и то же время. Однако здесь прочность образцов может колебаться в большую и меньшую стороны. Поэтому чем ближе частные результаты испытания образцов к среднему значению, тем выше однородность.
Ещё один немаловажный фактор – ползучесть. Здесь основные факторы – величина нагрузки, род бетона, род крупного заполнителя и подвижность бетонной смеси.
Последняя при неизменном расходе цемента связана с повышением водоцементного отношения (В\Ц), а следовательно, ведет к увеличению ползучести.
Род и содержание крупного заполнителя. Он уменьшает ползучесть, причем в большей степени, чем больше его в материале и чем выше модуль упругости заполнителя.
Род самого бетона. Высокомарочные материалы, у которых процесс образования кристаллических структур протекает быстро, уменьшают ползучесть.
Нагрузка. С увеличением напряжения ползучесть возрастает.
Что же касается водоцементного отношения, то его увеличение однозначно повышает ползучесть. Это объясняется тем, что кинетика нарастания прочности неразрывно связана с величиной В/Ц.
В этой статье мы коснулись лишь основных понятий, связанных с бетоном, его свойствами и составом. Бетонирование, то есть использование бетона на практике, было, будет и остается одним из самых распространенных строительных технологических операций.