Свойства бетона

Основные свойства бетона обусловли­ваются его прочностью и долговечностью, которые зависят от качества составляю­щих материалов, соотношения их между собой в бетоне, способа укладки и усло­вий твердения.

Прочность бетона характери­зуется его маркой, которую устанавли­вают по пределу прочности при сжатии кубических образцов размером 20х20х20 см. Эти образцы изготовляют из бетонной смеси данного состава, хранят в нормальных условиях (при от­носительной влажности воздуха до 100% и температуре 15 - 20°) и испытывают в возрасте 28 суток.

Прочность бетона зависит главным образом от активности цемента, водоцементного отношения, вида заполнителя и сро­ков твердения. Эту зависимость можно выразить следующими формулами:

где: R28 - предел   прочности  бетона    при    сжатии   в   возрасте 28 дней, кг/см2;
Rц - активность цемента, кг/см2;
А - коэффициент, зависящий от вида  крупного заполни­теля: для гравия A = 0,5, для щебня A = 0,55;

- цементноводное отношение (величина, обратная водоцементному отношению).

Прочность бетона во времени находят так:

где Rn - прочность бетона в возрасте п дней, кг/см2;
п - число дней твердения бетона.
В значительной степени свойства бетона определяются ве­совым соотношением воды и цемента . Чем меньше будет это отношение, т. е. чем меньше воды в бетоне, тем он будет прочнее. Для твердения бетона достаточно , т. е. вода составляет 10-20% от веса цемента. Однако при таком содержании воды бетонную смесь практически очень трудно перемешать и уложить. Обычно же для бетонных смесей при­нимают . Жесткие смеси, укладываемые с вибри­рованием, должны иметь водоцементное отношение 0,3-0,4.

Плотность  бетона зависит от наличия пор в нем. Поры, образуются  вследствие испарения избытка  воды   и  неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетона.

Плотность повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителя и интенсивном вибрировании. Кроме того, эффективны пластифицирующие добавки, которые снижают по­требность смеси в воде при той же подвижности.

Усадка или расширение бетона сопровождают про­цесс его твердения. На воздухе твердеющий бетон дает усадку примерно 0,05-0,15 мм на 1 м длины образца. При твердении в воде бетон или совсем не изменяется в объеме, или несколько разбухает.

Усадочные деформации могут вызвать довольно значи­тельные трещины в бетоне, что приведет к его разрушению. По­этому следует предупреждать усадку, обеспечивая достаточ­ную влажность при твердении бетона и проводя другие меро­приятия.

Долговечность бетона обусловливается определен­ными эксплуатационными условиями и воздействием среды (воды, мороза, высокой температуры и т. д.).

Морозостойкость имеет особое значение для гидротехниче­ских сооружений, находящихся в условиях постоянного увлаж­нения и периодического замерзания. Поэтому бетон для таких конструкций должен отвечать специальным требованиям моро­зостойкости и водонепроницаемости.

При длительном воздействии высокой температуры происхо­дит уменьшение прочности бетона, но разрушается он не сразу. Это позволяет отнести его к огнестойким материалам.