6.4. Свойства бетона

Качество затвердевшего бетона характеризуют следующие его свойства: прочность при сжатии, растяжении, растяжении при изгибе, срезе и смятии, усадка и набухание, водонепроницаемость, морозостойкость, тепловыделение, теплоемкость, акустические свойства, коррозионная стойкость и др.

6.5.1. Классификация гидротехнического бетона

Гидротехнический бетон — разновидность тяжелого бетона, который в зависимости от условий эксплуатации конструкций гидротехнических сооружений классифицируется на несколько видов.

В зависимости от расположения по отношению куровню воды гидротехнический бетон в сооружении или конструкции подразделяют на: подводный — постоянно находящийся в воде; бетон зоны переменного уровня — подвергающийся периодическому омыванию водой; надводный — находящийся выше зоны переменного уровня.По площади поверхности конструкций гидротехнический бетон делят на массивный и немассивный, а по месту нахождения в сооружении — наружных и внутренних зон.Бетон внутренних зон массивных гидротехнических сооружений, не подвергающийся напору и расположенный не ближе 2 м от внешней поверхности, рассматривается как обычный бетон. По действующему на конструкцию напору воды различают гидротехнический бетон для напорных и для безнапорных конструкций.

При проектировании конструкций и конструктивных элементов сооружений мелиоративных систем следует учитывать вышеприведенную классификацию, причем для конструкций, расположенных в нескольких зонах, требование к бетону следует выбирать по наиболее неблагоприятной зоне.

6.5.2. Технические требования к гидротехническому бетону

В зависимости от вида и условий работы устанавливают показатели качества бетона, основными из которых являются следующие: класс по прочности на сжатие В; класс по прочности на осевое растяжение Bt; марка по морозостойкости F; марка по водонепроницаемости W. К бетону гидротехнических сооружений предъявляют дополнительные требования — водопоглощение, линейная усадка и набухание, стойкость против агрессивного воздействия воды, минимальное тепловыделение, сопротивляемость истиранию потоком воды с наносами, трещиностойкость.

Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его классам по прочности на сжатие, осевому растяжению и марке по водонепроницаемости, принимается, как правило, для массивных гидромелиоративных сооружений и конструкций речных гидротехнических сооружений 180 сут.; для сборных и монолитных конструкций морских и сборных конструкций речных транспортных сооружений и тонкостенных гидромелиоративных конструкций — 28 сут. Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его проектной марке по морозостойкости, принимается 28 сут., для массивных конструкций, возводимых в теплой опалубке, — 60 сут.

Класс бетона по прочности на сжатие Вопределяют по сопротивлению осевому сжатию куба размером 15x15x15 см, испытанного в возрасте 180 сут. или на момент загружения, если срок фактического загружения сооружения известен (для плотин обычно 1 год). Классы бетона по прочности на сжатие:В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60.

Класс по прочности на осевое растяжение Bt принимают по сопротивлению-растяжению стандартных образцов, испытанных в возрасте 180 сут. при нормальном твердении. Бетон данного класса выбирают, когда работа конструкции определяется прочностью растянутого бетона или не допускается образование трещин. Классы тяжелого бетона, в том числе и гидротехнического, установлены следующие: Bt0,8; Btl,2; Btl ,6; Bt2,0; напрягаемого мелкозернистого и легкого бетона: Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2.

Марка бетона по морозостойкости F определяется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, испытываемых в возрасте 28 сут. в насыщенном водой состоянии, при котором допускается снижение прочности бетона на сжатие не более чем на 15%.

Циклом замораживания и оттаивания называется изменение термического состояния бетона, сопровождаемое фазовым переходом жидкости (вода — лед) в порах бетона.

Марки гидротехнического бетона по морозостойкости — F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; F600; F800; F1000 — назначают с учетом климатических условий, характеризующихся среднемесячной температурой наиболее холодного месяца.

Требования по морозостойкости предъявляются только к бетону, который находится в зоне переменного уровня воды, в зоне высотой 2 м от уровня воды и наружному надводному бетону.

Марку бетона по водонепроницаемости W принимают по наибольшему давлению воды, при котором еще не наблюдается ее просачивание.

Эта характеристика назначается в зависимости от градиента напора, определяемого как отношение максимального напора, м, к толщине конструкции, м (или расстоянию от напорной грани до дренажа), и температуры контактирующей с сооружением воды,^oС.

Установлены следующие марки по водонепроницаемости (кгс/см²): W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20.

В нетрещиностойких напорных железобетонных конструкциях и нетрещиностойких безнапорных конструкциях, морских сооружениях марка бетона по водонепроницаемости должна быть не ниже W4.

Для бетона напорных конструкций марка устанавливается из расчета получения водонепроницаемого бетона. Она зависит от напорного градиента, определяемого как отношение максимального напора Н к толщине конструкций В в метрах со значениями, приведенными в табл. 6.6.

Таблица 6.6