Физические и специальные свойства бетона

Плотность бетона свойство бетона, влияющее на его стойкость к различным условиям эксплуатации. Обычный тяжелый бетон не является абсолютно плотным. Пористость в бетоне образуется из-за наличия воды в бетонной смеси. Пористость тяжелого бетона колеблется от 5 до 15%.

Плотность бетона может быть повышена тщательным подбором зернового состава заполнителей с целью уменьшения объема пустот в смеси; уменьшением водоцементного отношения, что достигается введением в бетонную смесь специальных добавок-пластификаторов, которые способствуют снижению водопотребности бетонной смеси при той же подвижности.

С повышением плотности бетона улучшаются его физико-механические свойства – повышается прочность, водонепроницаемость, морозо- и коррозиестойкость и др. Водонепроницаемость бетона зависит от его плотности и структуры. Плотный бетон мелкопористой структуры при толщине железобетонных конструкций более 200 мм практически водонепроницаем. Водонепроницаемость бетона характеризуется наибольшим давлением воды, при котором она еще не просачивается через бетонный образец.

По водонепроницаемости бетон подразделяется на шесть марок: W2; W4; W6; W8; W10; W12. Цифра в обозначении марки указывает на величину давления соответственно 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 МПа. Для повышения водонепроницаемости бетона его поверхность покрывают плотным раствором, пленками из пластмасс, применяя расширяющиеся цементы.

Морозостойкость бетона – способность в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Определяется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые способны выдержать образцы 28-суточного возраста без снижения предела прочности при сжатии более чем на 25% и без потери массы более чем на 5%.

В ГОСТе на тяжелый бетон, в том числе и гидротехнический, уста-новлены следующие марки морозостойкости: F50; F100; F150; F200; F300; F400; F500.

Высокой морозостойкостью обладают плотные бетоны, бетоны с вы-сококачественным гранитным щебнем.

Усадка и расширение. Усадка бетона – уменьшение его объема в процессе твердения. Она происходит при твердении бетона на воздухе или при недостаточной влажности среды, способствующей высыханию бетона.

Усадка цементного камня обычно равна 3...5мм/м. У бетонов в связи с введением заполнителей она значительно меньше и составляет 0,2...0,4 мм/м.

Усадка увеличивается при повышении содержания цемента и воды, применении мелкозернистых и пористых заполнителей.

Для снижения усадки бетона следует применять белитовые цементы или цементы более низких марок, уменьшать количество воды затворения, применять крупные заполнители рационального зернового состава и строго соблюдать влажный режим твердения бетона.

В первый период твердения может происходить расширение бетона от нагревания теплом, выделяющимся при взаимодействии цемента с водой. Оно способно вызвать деформации конструкций и появление трещин, во избежание которых устраивают температурные швы, а для уменьшения тепловыделения бетона применяют цементы с малым выделением тепла.

Коррозионная стойкость. Коррозия бетона вызвана разрушением цементного камня и сопровождается понижением прочности и водонепро-ницаемости, а также ухудшением сцепления бетона с арматурой. Разрушение бетона от коррозии значительно ускоряется, если агрессивные вещества проникают в его толщу, поэтому мерами повышения коррозионной стойкости бетона являются:

Ø применение цементов определенного состава и качества с малым содержанием трехкальциевого алюмината и минимальным выделени-ем гидроксида кальция;

Ø тщательное уплотнение бетонной смеси после ее укладки с целью придания бетону большей плотности; правильное конструирование элементов сооружений для обеспечения равномерной деформации бетона в процессе твердения без образования трещин.

Защитить поверхность бетона от проникновения агрессивных веществ можно облицовкой ее плотными керамическими плитками, обработкой специальными веществами (жидким стеклом, кислотоупорным цементом), покрытием гидроизоляционными и пленкообразующими полимерными материалами.

Огнестойкость. Бетон – огнестойкий материал, способный при пожаре выдерживать высокие температуры, но длительное действие на бетон температур 150...250°С снижает его прочность на 25%. Эта потеря прочности после ликвидации пожара не восстанавливается. При длительном воздействии температуры 500°С и последующем увлажнении бетон разрушается. При строительстве сооружений, подвергаемых в процессе эксплуатации длительному воздействию высоких температур (свыше 250°С), применяют жаростойкий бетон.

Радиационная стойкость. Для защиты от радиоактивных излучений в качестве заполнителей для бетона используют материалы с высокой плотностью: магнетит, барит, металлический скрап, чугунную дробь и др.

Для улучшения защитных свойств особо тяжелых и гидратных бетонов (содержат большое количество химически связанной воды) в их состав вводят добавки, содержащие легкие элементы (литий, кадмий, бор), такие, как карбид бора, хлористый литий, сернокислый кадмий и др.