Все о бетоне

Бетоном называет строительную смесь из портландцемента, песка и гравия, но это не совсем так. Вернее, совсем не так. Бетон (от фр. Béton) — твердый строительный материал (искусственный камень), получаемый в результате смешивания любого вяжущего вещества, воды и различных наполнителей. Некоторые виды бетона могут не иметь воды (асфальтобетон), но по всем классификационным характеристикам подходить под это определение. Это значит, что история бетона с появлением портландцемента только продолжилась, а не началась.

На нормативную прочность бетона при растяжении (R^н_р) влияют те же факторы, что и на прочность при сжатии, причем особенно существенное значение здесь имеет неоднородность структуры бетона. Хотя разные факторы сказываются на величинах R и R^н_р по-разному. Увеличение расхода цемента увеличивает прочность R^н_р значительно меньше, чем R. Повышение расхода цемента на 33% увеличивает R на 28,5%, а R^н_р всего на 12,5%. С ростом В/Ц (водоцеметное соотношение) сопротивление разрыву уменьшается меньше, чем сопротивление сжатию.

Кроме того, величина R^н_р зависит от зернового состава заполнителя и видов зерен. Песок и гравий с округленными зернами обуславливают меньшую величину прочности нежели песок и щебень с шероховатыми угловатыми зернами. А на величину R эти факторы влияния не оказывают.

При сравнении показателей прочности у бетонов разных марок выясняется, что отношение R^н_р/R уменьшается с повышением марки, то есть получается, что бетоны высоких марок обладают относительно меньшей прочностью на растяжение.

Стандарты не требуют специальных испытаний бетона на растяжение и не дают никаких указаний о размерах и форме образцов. Однако, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки по сечению образца, он должен иметь длину, превышающую поперечный размер не менее чем в 3 раза. Разрывное усилие, как правило, передается через специальные заплечики на концах образца. Важно перед испытанием предохранить образцы от резких перепадов влажности и температуры, так как это оказывает большое влияние на результат. Также окончательный результат испытаний зависит от точности установки в машине и правильной геометрической формы образца. Эксцентрицитет и самый незначительный перекос могут сильно отразиться на показателе R^н_р.

При данной методике испытания на растяжение, показатель прочности, вычисленный по формуле N_p/Fполучается весьма условным. Нередко образцы разрушаются возле заплечиков, где возникают значительные концентрации напряжения. Но даже при разрыве между заплечиками найденная плотность не менее условна, поскольку разрыв происходит чаще всего по поверхности соприкасания цементного камня с камневидными составляющими. А так как эта поверхность совершенно случайная, то разброс показателей выходит довольно большой.

Как и при сжатии, огромное значение имеет размер поперечного сечения образца: большие значения R^н_р имеют образцы с меньшим поперечным сечением.

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

Есть несколько способов повысить прочность бетона при растяжении. Лучшие увеличивают плотность бетона. Самый простой — правильный подбор состава бетона и применение цементов высокой прочности. Помогает также примесь разных добавок – тонко измельченных каменных материалов, трасов и пуццоланов. Лучшее средство повышения прочности при растяжении — хорошее уплотнение бетона путем вибрирования, вакуумирования, виброштампования или центрифугирования.

Механические свойства бетона могут зависеть от нескольких факторов:

• состав;
• характеристики заполнителей;
• водоцементное соотношение;
• качество цемента;
• способ приготовлени и укладки.

Прочность — основная механическая характеристика бетона. За нее обычно принимают так называемую кубиковую прочность: предел прочности на сжатие бетонного кубика возрастом 28 дней со стороной 20 см.

По величине кубиковой прочности бетон бывает трёх марок. Их показатели служат основными нормативными показателями сопротивления бетона.

В СНиП установлено 10 основных марок бетона: 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600. Тяжелый бетон объемным весом 1800 кг/м³ и выше бывает всех марок, кроме 35. Легким бетонам объемным весом менее 1800 кг/м³ соответствуют марки 35-200.

Устанавливать марку бетона разрешается и в другом возрасте (кроме 28-дневного), в зависимости от сроков загрузки конструкции и вида используемого цемента.

Выбор марки бетона осуществляется исходя из технико-экономических требований:

• Высокие марки бетона применяются в конструкциях, преимущественно работающих на сжатие, поскольку в этих случаях достигается наибольший экономический эффект.
• Менее высокие марки используют для обычных изгибаемых элементов когда увеличение прочности несильно сказывается на прочности конструкции.

Выбирая марку бетона следует учитывать и другие требования: условия изготовления и возведения конструкций, а также их эксплуатацию. При строительстве трехэтажного дома из керамзитобетонных блоков рекомендуется использовать стройматериал с маркой прочности не менее М75.

Когда готовят смесь для для цветного бетона, внимательно следят за расходом воды. Норму определяют до начала процесса и строго ее соблюдают, чтобы получить нужный оттенок. При малейшем изменении технологии получится совсем не то, что ожидалось.

Присадки влияют на качество бетона. Их содержание может повлиять на затвердевание и схватывание смеси. Для высокой прочности и удобства укладывания принято добавлять суперпластификаторы, повышающие прочность, и вещества, ускоряющие затвердевание.

Декоративный бетон для тротуаров содержит армирующее волокно и гидрофобизатор, уменьшающий влагопоглощение. Добавки обеспечивают гладкую поверхность без дефектов.