Основные свойства бетона

Это одно из главных свойств бетонного раствора, которое измеряется в мегапаскалях, определяя тем самым максимальную выдержку тяжести, на какую способен сей строительный материал. По мере взаимодействия веществ, составляющих воду и цемент, прочность в бетоне способна возрастать. Данный процесс называется гидратацией.

Каждому бетону характерны коэффициенты прочности, которые указываются в декларации при покупке. Но проявляется это свойство только по истечении четырех недель. Период набора прочности бетоном зависит от нескольких моментов. В первую очередь на данный процесс влияет время года и температура воздуха.

В зимний период бетон замерзает, рост прочности останавливается. Чтобы возобновить данный процесс, бетон прогревают. Некоторые строители предпочитают сразу использовать смеси, которые, благодаря специальным добавкам, устойчивые к морозам.

Лабораторное испытание бетона на прочность.

Бывает так, что залитые зимой бетоны по приходу весны оттаивают, и начинают набирать прочность с новой силой. Хотя в других эксплуатационных свойствах строительные смеси сдают позиции.

При нормальных условиях прочность в бетонах активно возрастает на первой неделе после закладки. На седьмой день уровень прочности достигает до 70% от производственных норм. Нагружать при этом бетонную смесь еще рано, но в опалубке она уже не нуждается. Максимальный коэффициент прочности достигается только к концу месяца.

При повышении температуры воздуха твердение бетонных смесей убыстряется. Главное при этом – наблюдать за процентом влаги в материале. Если раствор слишком быстро сохнет, то повышение прочности останавливается. В связи с этим недавно возведенные бетонные строения обдают горячим паром либо накрывают влажной мешковиной, ПВХ-пленкой. Некоторые мастера практикуют метод поливки раствора водой.

Область применения

Благодаря специфическим свойствам тяжёлого бетона, он имеет широкую область применения. Использование данного строительного материала, позволяет решить множество крупных задач при строительстве, среди которых:

Обустройство железобетонных конструкций. Для достижения повышенной прочности и сокращения времени застывания, в тяжёлый бетон добавляют специальные наполнители и проводят тепловую обработку;

Создание гидротехнических конструкций. Это область применения тяжёлого бетона, требует ответственного и внимательного подхода к выбору материала для обустройства промышленных объектов. В этом случае рекомендуется использовать особенно твердые разновидности бетона, характеризующиеся долгим сроком эксплуатации и устойчивостью к негативному воздействию факторов окружающей среды;

При создании покрытия на автомагистрали и дороге аэродрома. Благодаря способности выдерживать максимальную нагрузку и устойчивости к минусовой температуре, использование тяжёлого бетона позволяет создать надежное и качественное покрытие;

Создание оснований для промышленных зданий. За счёт высокой степени прочности, твёрдый бетон выступает идеальным решением при создании фундамента для больших сооружений;

Создание стен в здании с повышенными требованиями к надежности. Завышенные требования выдвигаются к хранилищам, химпредприятиям , заводам и т.д.

Тяжёлый бетон необходим при создании различных сооружений, эксплуатация которых связана с повышенной нагрузкой. Благодаря своим свойствам и высоким характеристикам, этот строительный материал продолжает пользоваться большой популярностью, даже при наличии огромного количества других материалов.

Виды тяжелых бетонов

Тяжелые бетоны, начиная с марки м250, имеют плотность более 1800 кг/м3. Если прочность на сжатие состава 262 кг/см2, то может быть определена ближайшая марка, а именно М250. Согласно ГОСТу 25192-2012 индекс указан в обширном перечне марок строительного материала, начиная с М50 и заканчивая М1000. Число стойкости к сжатию материала 262 удобнее обозначить как 250, поэтому в соответствии с ГОСТом условно на упаковке бетона будет указана марка М250.

Область применения тяжелых бетонов по ГОСТу 25192-2012 — это масштабное возведение объектов, включая многоэтажные дома, плиты перекрытий, заборы, лестницы, чаши бассейнов, взлетные полосы в аэропортах. Различные по прочности марки бетона в соответствии с ГОСТом 25192-2012 подходят для строительства в условиях повышенной влажности, обустройства фундаментов зданий промышленного назначения. Для тяжелых бетонов характерны следующие свойства:

• высокая прочность;
• морозостойкость;
• пожаробезопасность;
• гидронепроницаемость;
• химическая стойкость.

Состав железобетона, его марки и прочность регламентированы ГОСТом 13015-2012. В монолит входит стальная арматура и непосредственно раствор. К тяжелым можно отнести стальбетон, который по ГОСТу имеет повышенную прочность, содержит портландцемент М500, стальную стружку и кварцевый песок.

Характеристики прочности

Прочность считается основной характеристикой бетона (измеряется в кгс/м2). И речь, прежде всего, о прочности на растяжение при изгибе. Прочность зависит от многих факторов, но значительную роль играет качество используемых материалов и пропорции. Рассчитывается прочность двумя методами:

1. Разрушающий метод контроля, когда берут высохший кубик бетона, ставят под пресс и сжимают до момента разрушения. Сила, потраченная на разрушение бетонного образца, и есть показатель прочности.
2. Неразрушающий метод. Используется постфактум, то есть при измерении прочностных характеристик уже готовой бетонной конструкции. Прочность измеряют либо молотком Физделя, либо молотком Кашкарова, либо пистолетом ЦНИИСК. Реже применяется методика скалывания ребра бетонной конструкции.

Если рассматривать бетон и его свойства, то первым делом обращают внимание именно на прочность, которая выражается в кгс/м2.

Эксплуатационные свойства

Прочность на сжатие

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчетах — 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Наряду с классами, прочность бетона также задается марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции осуществляется с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта.

Удобоукладываемость

Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:

• сверхжесткие (жесткость более 50 секунд);
• жесткие (жесткость от 5 до 50 секунд);
• подвижные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости:

Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4.

Другие важные показатели

• Прочность на изгиб.  — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.  — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

Для испытаний бетона на морозостойкость и водонепроницаемость используются испытательные климатические камеры.

Тяжёлые бетоны.

Бетоны с высокими марками, начиная с М500 и выше, применяют для производства железобетонных конструкций, которые изначально будут напряжены, так как тяжёлые бетоны на крупном плотном заполнителе имеют малую ползучесть и усадку и поэтому потеря начального напряжения стальной арматуры меньше. Следовательно и запас прочности в такой конструкции намного больше, чем у любого ячеистого бетона или бетона на пористом заполнителе.

Кроме того, тяжёлые бетоны обладают высокой прочностью и поэтому хорошо защищают стальную арматуру от появления коррозии, а это очень важно, если железобетонная конструкция работает в агрессивной среде и под предварительном напряжении.

Для некоторых специальных видов тяжёлых бетонов, предъявляются особые требования по прочности на растяжение. Проектные марки по прочности на растяжение бетона могут быть: 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40. При этом высокие марки предъявляются таким бетонам как: дорожный, аэродромный, технический и другие.

Благодаря высокой плотности и прочности, тяжёлые бетоны отлично сопротивляются поверхностному износу, это свойство особенно важно для дорожного бетона и для бетона которым заливают полы промышленных зданий.

Кроме того, тяжёлый бетон обладает хорошими защитными свойствами против радиоактивных излучений, и поэтому их широко применяют в средствах биологической защиты против излучений в атомных реакторах.

У тяжёлого бетона есть один большой недостаток, это высокая теплопроводность .

Преимущества и недостатки

Несмотря на невысокую прочность, тощие бетоны находят признание у строителей. Причин тому множество:

• простота в замешивании и последующей укладке;
• снижение затрат на производство за счет низкого содержания цемента;
• короткие сроки затвердевания, сокращающие время на проведение строительных работ;
• однородность за счет повышенного содержания наполнителя;
• возможность изготовления растворов непосредственно на стройплощадке.

Смеси имеют не только преимущества, но и некоторые минусы. В частности, из-за малых прочностных параметров раствор нельзя применять на объектах, к которым предъявляются высокие требования в плане надежности. При укладке высока вероятность появления трещин, которые способны снижать эксплуатационные характеристики готовых покрытий.

Если знать параметры тощего бетона, что это такое и зачем применяется, можно успешно использовать его в гражданском и дорожном строительстве. Материал позволит создавать долговечные покрытия с достаточным уровнем прочности и невысокими расходами на проведение работ.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.