Для бетонов недопустимо применять выветривающиеся горные, изверженные и осадочные породы, а также те, кремнезем которых может вступать в реакцию со щелочами цемента при содержании в нем больше 0,6% Na20 + KaO (андезиты афинитовой и порфировой структуры, кремнистые и опалосодержащие сланцы, халцедоновые известняки и конгломераты, риолитовые туфы и т. п.).
В гравии и щебне должно ограничиваться содержание песка т исключаться наличие глины, так как их большая удельная поверхность вызывает недопустимое увеличение содержания цементного клея в бетонной смеси.
Крупный заполнитель должен быть разнофракционным, так как в однофракционном большая межзерновая пустотность приводит к увеличению содержания клея в бетонной смеси.
Для жестких бетонных смесей можно применять и однофракционный заполнитель с использованием мелкой фракции для тонкостенных изделий. Для оценки зернового состава заполнителя кривую его просеивания сопоставляют с кривыми материала с предельными кривыми качественного заполнителя. При выходе кривой просеивания за эти пределы применяют скооректированный по фракциям состав заполнителя.
Кроме указанного, заполнитель должен удовлетворять требованиям морозостойкости, которая определяется количеством (15 и более) циклов попеременного замораживания и оттаивания заполнителя или ускоренным испытанием в растворе сернокислого натрия в соответствии с ГОСТ 8258—62.
Особенно строгие требования должны предъявляться при изготовлении тонкостенных и высокопрочных преднапряженных конструкций.

По форме и характеру поверхности пористые заполнители подразделяют на гравий, щебень и песок. При этом песок, полученный в результате дробления крупных зерен природных или искусственных пористых материалов, имеет, как и щебень, угловатую форму и шероховатую поверхность.
Читать дальше «Материалы для легких смесей»

В ряде случаев важной характеристикой качества бетона является его прочность при растяжении осевом и при изгибе, определяемая обычно путем испытания на изгиб образцов-балочек квадратного сечения 15×15 см и длиной 60 см. Иногда для испытания применяют балочки размером 20X20X80 и 10x10X40 см. Разрушение образца осуществляется при помощи двух равных нагрузок, находящихся на одинаковом расстоянии от двух валковых опор. Пролет образца равен трехкратному размеру его сечения, т. е. 30, 45 или 60 см. Два верхних валка, передающих нагрузки, делят пролет образца на три равные части.
Деформацией усадки называют деформацию, вызываемую объемными изменениями в цементном камне при высыхании бетона; определяют ее на образцах, находящихся в ненагруженном состоянии при определенной постоянной температуре и влажности окружающей среды.
Читать дальше «Прочность бетона при растяжении»

Морозостойкость — это сопротивляемость бетона, насыщенного водой, многократному попеременному замораживанию и оттаиванию.
Основной причиной разрушения насыщенного водой бетона при замораживании является расширение воды, находящейся в его порах, при переходе ее в лед. Это расширение создает внутреннее давление на стенки пор, которое может привести к их разрыву. Для того чтобы давление достигло величины, превосходящей временное сопротивление материала растяжению, необходимо заполнение пор не менее чем на 85—90% их объема. В естественных условиях полное водонасыщение обычно не наблюдается, вследствие чего бетон и выдерживает большое число циклов перехода температуры через нуль.
Бетон, даже тяжелый, имеет ограниченную теплопроводность; замерзание его, начинаясь с поверхности конструкции, лишь постепенно распространяется вглубь. Поэтому разрушение бетона совместным действием воды и мороза, особенно в гидротехнических сооружениях в зоне переменного уровня воды, происходит только на поверхности.
Большое влияние на морозостойкость бетона оказывает характер пористости, а также величина пор. В микрокапиллярах вода не замерзает даже при температурах минус 40—50°. Опасны макропоры, особенно сообщающиеся между собой, так как по ним перемещается влага при насыщении. Мелкие воздушные поры — сфероиды, образующиеся при введении в бетон воздухововлекающих добавок, наоборот, полезны, так как они служат запасными резервуарами для образующегося льда. Практика подтверждает положительное влияние на морозостойкость бетона этих добавок.
Морозостойкость бетона определяется прежде всего морозостойкостью цементного камня. Наиболее морозостойки цементы с малым содержанием СзА (не более 5%). Мало морозостойки пуццолановые портландцементы. Морозостойкость бетона несколько повышается за счет введения поверхностно-активных добавок гидрофилизующего (ССБ и др.) и гидрофобизующего (мылонафт, абиетиновая смола и др.) действия. Эти добавки, пластифицируя бетонные смеси, уменьшают количество воды затворения, а следовательно, число открытых пор в затвердевшем бетоне и способствуют образованию в нем закрытых пор. Шлакопортландцемент по морозостойкости занимает промежуточное положение между портландцементом и пуццолановым портландцементом.
На морозостойкость бетона влияет в некоторой степени морозостойкость заполнителя. Практика показывает, что для того чтобы бетон начал разрушаться от неморозостойкости крупного заполнителя, надо чтобы вначале разрушился и отслоился слой цементного раствора, обнажив зерна заполнителя.
Степень морозостойкости бетона оценивается его маркой по морозостойкости (Мрз), которая может иметь марки: 50, 100, 150, 200 и 300 для тяжелого бетона и 10, 15, 25, 35, 50, 100 и 200 для легкого и ячеистого. Эти марки показывают количество циклов переменного замораживания до температуры не выше минус 15° и оттаивания в воде комнатной температуры, которые должны выдержать образцы без снижения прочности более чем на 25% и потери в весе более чем на 5%.

Удобоукладываемость легкобетонных смесей зависит от структуры и состава бетона. Смеси с межзерновой пористостью (малопесчаные и крупнопористые) могут быть только жесткими. Смеси плотной структуры могут быть жесткими и подвижными, а поризованной — подвижными и малоподвижными. При этом большую подвижность назначают для поризованной беспесчаной смеси.
Читать дальше «ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ»

Усадка цементного камня и бетона представляет собой физико-химический процесс, связанный с их высыханием при отсутствии гидрометрического равновесия с окружающей атмосферной (влажностная усадка), контракцией (контракционная усадка) и атмосферной карбонизацией (карбонизационная усадка). Наибольшее значение имеет влажностная усадка.
Испарение свободной воды не изменяет объема твердеющего цементного камня или бетона. Когда начинается удаление капиллярной воды, а тем более структурно связанной и адсорбированной, сближаются частички твердой фазы, состоящей из кристалликов субмикросколического размера, уменьшается толщина водных пленок и сокращается объем цементного камня, что внешне проявляется в усадке образца или бетонного изделия.
Вследствие сопротивления, оказываемого усадке крупным заполнителем и арматурой, возникают внутренние напряжения — сжимающие в заполнителе и в арматуре и растягивающие в цементном камне. В результате этого зерна заполнителей и стержни арматурной стали обжимаются, что и усиливает сцепление с ними цементного камня. В этом положительный эффект усадки.
Если процесс сушки цементного камня или бетонного изделия происходит интенсивно, то вследствие довольно медленной миграции влаги через материал распределение влажности в его толще происходит неравномерно. В более высохших наружных слоях уже протекает процесс усадки, но глубинные слои, еще не испытывающие ее, противодействуют деформации усадки наружных слоев. В результате эти слои начинают испытывать растягивающие напряжения. Если последние превысят временное сопротивление материала растяжению, происходит его разрыв, на поверхности бетона появляются усадочные трещины, снижающие его водонепроницаемость, морозостойкость и стойкость против агрессивных сред. Таким образом, при интенсивности процесса усадка из положительного фактора превращается в отрицательный. Необходимо еще отметить, что усадка несколько снижает эффект от предварительного обжатия бетона напрягаемой арматурой при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Под стойкостью пены понимают ее свойство длительное время сохранять свою структуру без разрушения. Она характеризуется величиной оседания столба пены в единицу времени. На стойкость пены влияет ее объемный вес, размер воздушных пузырьков, толщина пленок пены, их состав и структурно-механическая прочность.
Читать дальше «Стойкость пены»

Шлаковые вяжущие вещества наряду с известково-пуццолаиовыми, известково-шлаковыми и подобным цементом можно с успехом применять для приготовления тяжелых, легких и ячеистых бетонов. Особенно эффективны эти вяжущие при автоклавном твердении, когда представляется возможным получать на плотном крупном заполнителе бетон с прочностью при сжатии до 300—400 кг/см2 и выше.
Читать дальше «Свойства бетонов на шлаковых вяжущих»

Гидротехнический бетон, применяемый для конструкций, постоянно или периодически омываемых водой, должен обладать повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Бетон, находящийся под водой и в зоне переменного ее уровня, а также подвергающийся воздействию грунтовых вод, должен противостоять их агрессивному действию, а части конструкций, подвергающиеся истиранию водой,— изготовляться из бетона марки 400 и 500. По морозостойкости бетон должен иметь марки 50, 100, 150, 200 и 300, а по водопроницаемости — В2, В4, В6 и В8.
Читать дальше «Гидротехнический бетон»

1. Общие сведения о бетоне

Бетоном называется искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно уплотненной бетонной смеси.

Наибольшее применение среди минеральных вяжущих имеют цементы различных видов. Цемент и вода являются активными составляющими бетонной смеси. Цементное тесто, образующееся при растворении цемента водой, обволакивает зерна песка, щебня или гравия, заполняет промежутки между ними и играет роль смазки, придающей смеси необходимую подвижность. Затем цементное тесто, затвердевая, переходит в камневидное состояние и надежно связывает зерна заполнителя. Последний образует жесткий скелет бетона и уменьшает его усадку, возникающую в результате усадки цементного камня при твердении.
Читать дальше «Виды бетонов»