Рубрики

Основные свойства бетона

Дата: 16.05.2015
Просмотров: 143
Комментариев:
Рейтинг: 76
Комментариев:
Рейтинг: 76
Текст
Видео
Оглавление: [скрыть]
  • Структурные особенности
  • Прочностные характеристики бетона
  • Значение плотности бетона
  • Другие важные свойства
  • Свойства бетонной смеси

История бетона насчитывает многие века, но современный материал берет свое начало с 19 века. Свойства бетона делают этот материал уникальным по своей распространенности. Практически невозможно назвать строительство, в котором бы он не использовался.

Заливка бетона

Бетон является наиболее используемым материалом в строительстве благодаря высокой прочности и адгезии к другим материалам.

Такие свойства бетона, как прочность и адгезия ко многим материалам, создают базу для его широкого использования. Он востребован в самых разных сооружениях, возводимых в любой точке Земли, с любыми климатическими условиями.

Структурные особенности

Бетон представляет собой строительный материал, полученный методом формирования, отвердения и уплотнения бетонной смеси, которая, в свою очередь, является сочетанием цемента (вяжущее вещество), наполнителей, добавок и воды. Структура бетона во многом определяется соотношением главных связующих элементов (цемент и вода) и основного наполнителя – песка. Важная характеристика – водоцементное соотношение, на практике оно составляет 0,3-0,5. В качестве основного заполнителя материала используется щебень. Основные виды щебня – известковый, гранитный и из гравия. Известковый щебень обладает малой прочностью и применяется в составах не выше М300. Самый прочный – гранитный щебень для высокопрочных смесей. Гравий является наиболее применимым крупным заполнителем.

Схема структуры бетона

Схема структуры бетона.

Структура бетона формируется соотношением указанных четырех составляющих. Одним из самых используемых бетонов является состав, содержащий цемент – 1 часть, песок – 2 части, щебень – 4 части, воду – 0,5 части. Качество песка может заметно повлиять на свойства смеси. Наилучшим считается просеянный песок мелкой фракции. Нежелательно наличие в его составе примесей глины, что сказывается на прочности стройматериала.

Стройматериал имеет несколько классификаций. По назначению материал подразделяется на обычный и специальный (для гидротехнических сооружений, химически стойкий и т.д.). По типу заполнителя различаются плотные, пористые и специальные составы. Структура бетона может быть плотной (монолитной), пористой, ячеистой или с крупными порами.

По плотности можно выделить особо тяжелый (выше 2500 кг/м³); тяжелый (2200-2500 кг/м³); облеченный (1800-2200 кг/м³); легкий (500-1800 кг/м³) и особо легкий (менее 500 кг/м³) бетон. Два последних типа относятся к пористым составам. Наконец, по содержанию цемента в составе принято различать тощий, жирный и товарной структуры. Тощие составы предусматривают наименьшее содержание цемента при максимальной концентрации щебня. Товарным принято называть бетон, изготовленный по зафиксированной рецептуре.

Компоненты бетонной смеси

Компоненты бетонной смеси.

Бетонный раствор представляет собой водную цементно-песчаную смесь до перемешивания с заполнителем консистенции густой сметаны (как правило). Для получения вещества эта смесь заливается в ограниченное нужной формы пространство; перемешивается с крупным заполнителем и уплотняется методом вибрации, что обеспечивает равномерное заполнение объема без пор, увеличение плотности материала. Структура образуется после полного отвердения этой массы при температуре от +5 до +30ºС (кроме специальных составов).

Вернуться к оглавлению

Прочностные характеристики бетона

Важнейшая характеристика – прочность на сжатие. По этому параметру определяется класс материала, который указывается как буква “В” с добавлением цифровой части. Они означают величину прочности бетона в МПа (с вероятностью 0,95). Бетон набирает прочность постепенно, по мере затвердения, причем оно протекает очень медленно и может продолжаться годами. Поэтому в марке материала должен быть указан срок достижения прочности (возраст). Если срок не указан, то принимается стандартный, равный 28 дням. Марка бетона включает обозначение М с цифрами, которые указывают на предел прочности на сжатие в кг/кв.м. Определены следующие основные марки: М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600, М700 и М800. Более высокая прочность характеризует специальные составы. При обычном блочном строительстве можно использовать бетон М200, но наибольшее распространение находит М400, а для фундаментов и несущих фасадных стен – М500.

Важным фактором, определяющим прочность бетона, является марка используемого цемента. Другим показателем, воздействующим на основные свойства, является водоцементное отношение, которое наряду с активностью цемента (показатель марки применяемого связующего) позволяет рассчитать прочность бетона по формуле В=А×Вц(ЦВ-0,5), где:

Соотношение класса, прочности и марки бетона

Соотношение класса, прочности и марки бетона.

  • Вц – прочность цемента, МПа;
  • А – структурный коэффициент (для бетона повышенного качества – 0,43, для обычного – 0,4, для бетона низкого качества – 0,37);
  • ЦВ – цементно-водное отношение.

Прочность зависит от зернистости наполнителей, качества перемешивания и уплотнения смеси.

Возраст бетона (время после укладки) тоже изменяет величину прочности бетона. Так, недельный бетон обычно имеет до 70% нормируемой прочности, которая достигается на 28 сутки. Бетон в возрасте полгода может увеличить прочность в 1,5 раза, а в возрасте двух лет – в 2 раза.

Истинная прочность бетонных конструкций устанавливается путем испытания образцов, выполненных из того же бетонного раствора и с аналогичными условиями отвердения. Заметное воздействие на изменение прочности состава оказывает климатический температурный режим. Например, при 70°С в насыщенной паром атмосфере бетон уже через 10 часов достигает 60% прочности.

При небольших температурах воздуха (порядка 5°С) повышение прочностных свойств замедляется, а при минусовых показателях отвердение бетона приостанавливается и возобновляется вновь только при появлении стабильных положительных температур.

Вернуться к оглавлению

Значение плотности бетона

График зависимости теплопроводности от плотности бетона

График зависимости теплопроводности от плотности бетона.

Плотность бетона зависит от его структуры. Даже разные марки цемента имеют разный удельный вес, не говоря уже о щебне, где плотность зависит от типа материала, величины зерен и т.д. Плотность смеси прямо пропорционально влияет на прочностные свойства бетона. При равномерном распределении подобранных по размеру заполнителей плотность состава растет. К тому же приводит уменьшение водоцементного отношения и введение пластификаторов. Вибрационное уплотнение раствора при укладке способно значительно увеличить плотность бетона.

Плотность материала напрямую связана с таким показателем, как пористость. Это обстоятельство ведет к тому, что повышение плотности приводит к повышению водостойкости, морозоустойчивости, химической и паровой стойкости, но снижает теплоизоляционные параметры.

Вернуться к оглавлению

Другие важные свойства

Плотные виды бетона считаются водонепроницаемыми уже при толщине слоя в 20 см. В целом бетоны имеют 12 марок с разной водостойкостью – выдерживают давление воды от 0,2 до 3 МПа. Пористость бетона существенно снижает водостойкость.

Бетоны обладают достаточно высокой морозостойкостью в готовом виде. Обычные составы имеют стойкость до -50°С. Специальные добавки помогают увеличить этот параметр до -70°С.

К важным технологическим свойствам следует отнести усадку или расширение материала во время отвердения. Средняя усадка обычного бетона тяжелого типа может достигать 0,15 мм на каждый метр укладки, что достаточно опасно, чтобы не учитывать при строительстве. Снижение содержания цемента ведет к уменьшению усадки. Тот же эффект – при увеличении размера зерен заполнителя.

http://www.youtube.com/watch?v=Mzrj-h365C8

Расширение бетона следует учитывать при застывании его в условиях повышенной влажности.

Бетон относится к огнестойким веществам. В то же время нужно принимать во внимание, что длительное воздействие на материал нагрева до 200ºС ведет к уменьшению прочности почти на четверть. Термическое воздействие при температуре выше 500ºС разрушает бетон.

Вернуться к оглавлению

Свойства бетонной смеси

Сырьем для формирования бетона служит бетонная смесь, которая помимо того, что определяет свойства бетона, должна обладать определенными технологическими параметрами. Свойства бетонной смеси зависят от типа компонентов, их соотношения, дополнительных добавок и содержания воды.

Инструменты для приготовления бетонной смеси

Инструменты для приготовления бетонной смеси.

Главное свойство бетонной смеси – удобоукладываемость, которая определяется подвижностью раствора и его пластичностью. Стандартом смеси подразделяются по степени подвижности на сверхжесткие, жесткие и подвижные. Этот параметр определяется по времени проседания конуса в раствор при фиксированных условиях и измеряется в секундах. Так, к жестким смесям относятся растворы с подвижностью от 5 до 50 сек.; к подвижным – менее 4 сек. Водоцементное соотношение заметно влияет на подвижность смеси, повышая ее с увеличением содержания воды. Добавление в раствор поверхностно-активных веществ увеличивает подвижность.

Подвижные растворы легко укладываются при строительстве и равномернее уплотняются; в то же время повышенная подвижность может привести к снижению прочности бетона, а завышенное содержание воды – к растрескиванию и расслоению материала при затвердении.

Пластичность смеси в основном достигается введением добавок. Хорошие результаты показывают гидрофобные ПАВ.

При подготовке бетонных смесей необходим следующий инструмент:

  • весы;
  • лопата;
  • вибратор;
  • мастерок;
  • миксер;
  • фен строительный;
  • молоток;
  • сито.

http://www.youtube.com/watch?v=vHLXmOQZGOk

Лучше всего готовить раствор в бетономешалке. Бетон – уникальный строительный материал, но он имеет множество марок, значительно отличающихся по своим свойствам. При строительстве своими руками важно правильно подобрать нужную марку бетонной смеси.

Комментарии