Основные свойства бетона

Важнейшие физико-механические свойства бетона: прочность, плотность, пластичность, водонепроницаемость и огнестойкость.

Прочность. Наиболее важным показателем механических свойств бетона является способность его сопротивляться разрушению от действия нагрузок, увеличение которых разрешается до известного предела. Для оценки прочности бетона на сжатие принимается его марка. Под маркой бетона понимают предел прочности при сжатии образцов, изготовленных в виде кубов размерами 20х20х20 см,твердеющих в течение 28 суток. Предел прочности выражается в кг/см2. СНиП устанавливают следующие марки:

а) для обыкновенных бетонов: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600;

б) для легких бетонов: 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200 и 300.

Прочность бетона зависит от активности цемента, качества песка, щебня или гравия, воды, а также от условий перемешивания, транспортировки, укладки, твердения и возраста бетона.

Плотность. Бетон нельзя назвать совершенно плотным материалом, так как в нем всегда имеются воздушные поры, образовавшиеся в результате испарения воды или проникновения в бетонную смесь воздуха. Поэтому под плотностью следует понимать степень заполнения объема бетона твердым веществом. Например, плотность бетона 0,95 означает, что 95% объема составляют входящие в него твердые материалы, а 5% - поры. Для получения плотного бетона стремятся, чтобы количество воды в смеси было возможно наименьшим и чтобы зерна заполнителей имели различную величину, способствующую уменьшению количества пустот.

Пластичность. Характеризуется подвижностью бетонной смеси, которая при укладке должна хорошо заполнить все изгибы конструкций без раковин и пустот. Бетон бывает жесткий, пластичный   и   литой.

Качество пластичных бетонных смесей оценивают при помощи прибора, называемого стандартным конусом. Прибор представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 30 см с диаметром верхнего основания 10 см и нижнего 20 см.

Конус заполняют бетонной смесью в три слоя, каждый из которых уплотняют стальным стержнем. После снятия формы бетонная смесь оседает. Величина осадки, измеренная в сантиметрах, дает числовую характеристику пластичности бетона. Среднее арифметическое из трех определений принимают за окончательный результат пластичности бетонной смеси.

Существуют следующие показатели пластичности:

Измерение осадки бетонной смеси представлено на схеме 70.


Рис. 70. Измерение осадки бетонной смеси:  
h и h' величины осадки конуса

Водопроницаемость. Степень водопроницаемости характеризуется величиной наибольшего давления воды, при котором последняя   просачивается через бетонный образец. Водопроницаемость бетона зависит от его плотности и структуры, величины напора воды, возраста бетона и условий твердения.

Водопроницаемость бетона мала и может быть еще более снижена за счет подбора цемента, заполнителей и добавок.

Огнестойкость. Огнестойкостью бетона называют способность его сопротивляться разрушению от воздействия высокой температуры.

Сооружения из бетона выдерживают нормальную эксплуатацию при температуре до 250° С.

Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме, т. е. дает усадку. Снаружи усадка происходит быстрее, чем внутри, в результате чего появляются трещины. Величина усадки обычно не превышает 0,15 мм на 1 м. Правильно подобрав состав бетона, можно значительно уменьшить величины усадок или совсем не допустить их.

При твердении бетонной смеси выделяется тепло (экзотермия бетона). В сооружениях можно наблюдать длительное повышение температуры бетона даже при низкой температуре воздуха, что позволяет производить бетонирование массивных конструкций без обогрева в зимних условиях.