Основні властивості бетону

Історія бетону налічує багато століть, але сучасний матеріал бере свій початок з 19 століття. Властивості бетону роблять цей матеріал унікальним по своїй поширеності. Практично неможливо назвати будівництво, в якому б він не використовувався.

Такі властивості бетону, як міцність і адгезія до багатьох матеріалів, створюють базу для його широкого використання. Він затребуваний в самих різних спорудах, що зводяться в будь-якій точці Землі, з будь-якими кліматичними умовами.

структурні особливості

Бетон являє собою будівельний матеріал, отриманий методом формування, затвердіння і ущільнення бетонної суміші, яка, в свою чергу, є поєднанням цементу (скорозшивач), наповнювачів, добавок і води. Структура бетону багато в чому визначається співвідношенням головних сполучних елементів (цемент і вода) і основного наповнювача - піску. Важлива характеристика - водо-цементне співвідношення, на практиці воно становить 0,3-0,5. В якості основного заповнювача матеріалу використовується щебінь. Основні види щебеню - вапняний, гранітний і з гравію. Вапняний щебінь має малу міцність і застосовується в складах не вище М300. Найміцніший - гранітний щебінь для високоміцних сумішей. Гравій є найбільш придатним крупним заповнювачем.

Структура бетону формується співвідношенням зазначених чотирьох складових. Одним з найбільш використовуваних бетонів є склад, що містить цемент - 1 частина, пісок - 2 частини, щебінь - 4 частини, воду - 0,5 частини. Якість піску може помітно вплинути на властивості суміші. Найкращим вважається просіяний пісок дрібної фракції. Небажана наявність в його складі домішок глини, що позначається на міцності будматеріалу.

Будматеріал має кілька класифікацій. За призначенням матеріал підрозділяється на звичайний і спеціальний (для гідротехнічних споруд, хімічно стійкий і т.д.). За типом заповнювача розрізняються щільні, пористі і спеціальні склади. Структура бетону може бути щільною (монолітної), пористої, ячеистой або з великими порами.

За щільністю можна виділити особливо важкий (вище 2500 кг / м ) - важкий (2200-2500 кг / м ) - наділений (1800-2200 кг / м ) - легкий (500-1800 кг / м ) та особливо легкий (менше 500 кг / м ) бетон. Два останніх типу відносяться до пористих складам. Нарешті, за змістом цементу в складі прийнято розрізняти пісний, жирний і товарної структури. Худі склади передбачають найменший вміст цементу при максимальній концентрації щебеню. Товарним прийнято називати бетон, виготовлений за зафіксованою рецептурою.

Бетонний розчин представляє собою водну цементно-піщану суміш до перемішування з заповнювачем консистенції густої сметани (як правило). Для отримання речовини ця суміш заливається в обмежене потрібної форми простір-перемішується з крупним заповнювачем і ущільнюється методом вібрації, що забезпечує рівномірне заповнення обсягу без пір, збільшення щільності матеріалу. Структура утворюється після повного затвердіння цієї маси при температурі від +5 до + 30 С (крім спеціальних складів).

Характеристики міцності бетону

Найважливіша характеристика - міцність на стиск. За цим параметром визначається клас матеріалу, який вказується як буква "В" з додаванням цифрової частини. Вони означають величину міцності бетону в МПа (з ймовірністю 0,95). Бетон набирає міцність поступово, у міру затвердіння, причому воно протікає дуже повільно і може тривати роками. Тому в марці матеріалу повинен бути вказаний термін досягнення міцності (вік). Якщо строк не зазначений, то приймається стандартний, рівний 28 дням. Марка бетону включає позначення М з цифрами, які вказують на межу міцності на стиск в кг / кв.м. Визначено такі основні марки: М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600, М700 і М800. Більш висока міцність характеризує спеціальні склади. При звичайному блоковому будівництві можна використовувати бетон М200, але найбільшого поширення знаходить М400, а для фундаментів і несучих фасадних стін - М500.

Важливим фактором, що визначає міцність бетону, є марка використовуваного цементу. Іншим показником, що впливає на основні властивості, є водо-цементне відношення, яке поряд з активністю цементу (показник марки застосовуваного сполучного) дозволяє розрахувати міцність бетону за формулою В = А вц (ЦВ-0,5), де:

• Вц - міцність цементу, МПа;
• А - структурний коефіцієнт (для бетону підвищеної якості - 0,43, для звичайного - 0,4, для бетону низької якості - 0,37);
• ЦВ - цементно-водне відношення.

Міцність залежить від зернистості наповнювачів, якості перемішування та ущільнення суміші.

Вік бетону (час після укладання) теж змінює величину міцності бетону. Так, тижневий бетон зазвичай має до 70% нормованої міцності, яка досягається на 28 добу. Бетон у віці півроку може збільшити міцність в 1,5 рази, а у віці двох років - в 2 рази.

Справжня міцність бетонних конструкцій встановлюється шляхом випробування зразків, виконаних з того ж бетонного розчину і з аналогічними умовами затвердіння. Помітний вплив на зміну міцності складу надає кліматичний температурний режим. Наприклад, при 70 ° С в насиченою парою атмосфері бетон вже через 10 годин досягає 60% міцності.

При невеликих температурах повітря (близько 5 ° С) підвищення міцності властивостей сповільнюється, а при мінусових показниках затвердіння бетону призупиняється і поновлюється знову тільки при появі стабільних позитивних температур.

Значення щільності бетону

Щільність бетону залежить від його структури. Навіть різні марки цементу мають різну питому вагу, не кажучи вже про щебені, де щільність залежить від типу матеріалу, величини зерен і т.д. Щільність суміші прямо пропорційно впливає на властивості міцності бетону. При рівномірному розподілі підібраних за розміром наповнювачів щільність складу зростає. До того ж призводить зменшення водоцементного відносини і введення пластифікаторів. Вібраційне ущільнення розчину при укладанні здатне значно збільшити щільність бетону.

Щільність матеріалу безпосередньо повязана з таким показником, як пористість. Ця обставина веде до того, що підвищення щільності призводить до підвищення водостійкості, морозостійкості, хімічної і парової стійкості, але знижує теплоізоляційні параметри.

Інші важливі властивості

щільні види бетону вважаються водонепроникними вже при товщині шару в 20 см. В цілому бетони мають 12 марок з різною водостійкість - витримують тиск води від 0,2 до 3 МПа. Пористість бетону істотно знижує водостійкість.

Бетони мають досить високу морозостійкість в готовому вигляді. Звичайні склади мають стійкість до -50 ° С. Спеціальні добавки допомагають збільшити цей параметр до -70 ° С.

До важливих технологічних властивостей слід віднести усадку або розширення матеріалу під час затвердіння. Середня усадка звичайного бетону важкого типу може досягати 0,15 мм на кожен метр укладання, що досить небезпечно, щоб не враховувати при будівництві. Зниження вмісту цементу веде до зменшення усадки. Той же ефект - при збільшенні розміру зерен заповнювача.

Розширення бетону слід враховувати при застиганні його в умовах підвищеної вологості.

Бетон відноситься до вогнестійких речовин. У той же час потрібно брати до уваги, що тривалий вплив на матеріал нагріву до 200 С веде до зменшення міцності майже на чверть. Термічний вплив при температурі вище 500 С руйнує бетон.

Властивості бетонної суміші

Сировиною для формування бетону служить бетонна суміш, яка крім того, що визначає властивості бетону, повинна володіти певними технологічними параметрами. Властивості бетонної суміші залежать від типу компонентів, їх співвідношення, додаткових добавок і змісту води.

Головне властивість бетонної суміші - легкоукладальність, яка визначається рухливістю розчину і його пластичністю. Стандартом суміші поділяються за ступенем рухливості на наджорсткі, жорсткі і рухливі. Цей параметр визначається за часом просідання конуса в розчин при фіксованих умовах і вимірюється в секундах. Так, до жорстких сумішей відносяться розчини з рухливістю від 5 до 50 сек.- до рухомим - менше 4 сек. Водоцементне співвідношення помітно впливає на рухливість суміші, підвищуючи її зі збільшенням вмісту води. Додавання в розчин поверхнево-активних речовин збільшує рухливість.

Рухливі розчини легко укладаються при будівництві і рівномірніше уплотняются- в той же час підвищена рухливість може привести до зниження міцності бетону, а підвищений вміст води - до розтріскування і розшарування матеріалу при затвердінні.

Пластичність суміші в основному досягається введенням добавок. Хороші результати показують гідрофобні ПАР.

при підготовці бетонних сумішей необхідний наступний інструмент:

• ваги;
• лопата;
• вібратор;
• кельму;
• міксер;
• фен будівельний;
• молоток;
• сито.

Найкраще готувати розчин в бетономішалці. Бетон - унікальний будівельний матеріал, але він має безліч марок, що значно відрізняються за своїми властивостями. При будівництві своїми руками важливо правильно підібрати потрібну марку бетонної суміші.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!