§ 5.1. Классификация бетонов

Бетонами называются искусственные каменные материалы, получаемые при затвердевании тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, затворителя (воды), взятых в определенных количествах. До затвердевания эта смесь называется бетонной. В строительстве широко используются бетоны, приготовленные на цементах и других минеральных вяжущих веществах. В качестве заполнителей используются преимущественно местные горные породы, отходы производства (шлак и т.п.), искусственные заполнители (керамзит, аглопорит, шунгизит и т.п.).

Применение заполнителей исключает большие усадки цементного камня и снижает стоимость бетона, так как заполнитель и вода составляют 85...90 % массы бетона, а цемент — 10...15 %.

Для придания бетонной смеси и бетону некоторых дополнительных свойств в их состав при приготовлении вводят различные химические и поверхностно-активные добавки, которые ускоряют или замедляют процессы схватывания и твердения, делают бетонную смесь более пластичной и удобоукладываемой, повышают прочность, морозостойкость, водонепроницаемость или придают бетону какие-либо другие свойства.

Бетоны классифицируются по следующим признакам: основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре.

По назначению различают бетоны конструкционные и специальные. Конструкционные — большая часть бетонов, используемая для изготовления несущих и ограждающих конструкций всех зданий и сооружений. К ним предъявляются требования, характеризующие механические свойства, а в необходимых случаях такие, как морозостойкость, водонепроницаемость и др., характеризующие стойкость против климатических воздействий и воздействий внешней среды.

Специальные — жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др. — используются для возведения специальных конструкций или элементов конструкций. К ним, как можно судить по названию, в первую очередь предъявляются специальные требования, требования к механическим свойствам являются сопутствующими.

По виду вяжущего:

на цементном вяжущем — бетоны на основе клинкерных цементов — портландцемента и шлакопортландцемента, пуццоланового, белого и цветного цементов, глиноземистого и расширяющегося цементов, включая композиции цементов с полимерными и другими добавками, улучшающими свойства бетона;

на шлаковых вяжущих — бетоны на основе молотых шлаков и зол, с активизаторами твердения (соединениями щелочных металлов);

на известковых вяжущих — на основе извести в сочетании с гидравлическими активными кремнеземистыми компонентами (шлаки, золы, кварцевый песок и активные минеральные добавки).« Бетон на известковых вяжущих автоклавного твердения называют | «силикатным»;

на гипсовых вяжущих — бетоны на основе полуводного гипса или

ангидрита (включая гипсоцементно-пуццолановые и другие вяжущие);

на специальных вяжущих — на основе органических и неор- ганических химических связующих, придающих им специальные свойства (полимерные, фосфатные, магнезиальные, жидкое стекло и др.).

По виду заполнителя:

на плотных заполнителях — заполнителях из плотных горных пород или шлаков (крупных — щебень из естественного камня, гравий, щебень из гравия, щебень из доменного шлака; мелких — песок природный или получаемый дроблением плотных пород);

на пористых заполнителях, получаемых искусственным путем (керамзитовый, зольный или трепельный гравий, аглопорит, шлаковая пемза из вспученных доменных шлаков, вермикулит, перлит, шунгизит и др.) Ю1и из природных пористых горных пород (вулканические туфы, вулканические пеплы, вулканические шлаки, пемзы, известняки, ракушечники), а также на пористых крупных и плотных мелких заполнителях;

на специальных заполнителях, придающих ему специальные свойства (рудосодержащие горные породы, чугунный скрап, шамот и др.). К бетонам на специальных заполнителях можно отнести арболит — бетон на цементном вяжущем и органических заполнителях (измельченная древесина из отходов производства, стебли хлопчатника или рисовой соломы, костра конопли и льна и т.п.). По структуре:

плотной структуры (плотные) — бетоны, у которых все прост

ранство между зернами крупного и мелкого или только мелкого

заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим и порами вовлечен

ного вяжущего, в том числе образующихся за счет применения

добавок, регулирующих пористость бетонной смеси и бетона; а поризованной структуры (поризованные) — бетоны, у которых | все пространство между зернами крупного заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим, поризованными пено- или газообразующими добавками;

ячеистой структуры (ячеистые) — бетоны, состоящие из затвердевшей смеси вяжущего и кремнеземистого компонентов и искусственных равномерно распределенных пор в виде ячеек, образованных газо- и пенообразователями;

крупнопористой структуры (крупнопористые) — бетоны, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим. Наименование бетона должно включать все признаки, за исключением не являющихся определяющими.

В наименованиях специальных видов бетонов указывается их основное назначение, а в наименованиях конструкционных бетонов слово «конструкционный» может быть опущено.

Требования к качеству бетонов устанавливаются стандартами на разновидности бетонов, в стандартах и технических услоерях на сборные бетонные и железобетонные изделия, в рабочих чертежах монолих ых бетонных и железобетонных конструкций. Эти требования устанавливаются по показателям прочности, плотности, стойкости к различным воздействиям — упругопластическим, тепло-физическим, защитным и др.

По показателям прочности бетона устанавливаются их га-рантированныелиначения — классы в соответствии со стандартом, однако для ранее запроектированных конструкций в качестве показателей прочности существуют марки бетона. Марками бетона пользуются для характеристики других свойств бетона: плотности, морозостойкости, водонепроницаемости и др.

Марка бетона — это одно из нормируемых значений унифицированного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого по его среднему значению, в то время как класс бетона — это также одно из нормируемых значений унифицированного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого с гарантированной обеспеченностью (0,95).

Марка или класс бетона по прочности при сжатии определяется прочностью контрольных образцов размером 150x150x150 мм, при этом класс бетона, кроме того, определяется еще и методом расчета. Классы бетона и расчетные сопротивления на осевое сжатие при расчете по несущей способности (предельному состоянию первой группы) и при расчете по пригодности к нормальной эксплуатации

— отсутствию недопустимых трещин или чрезмерных перемещений

— прогибов, поворотов, колебаний (предельному состоянию второй

группы) приведены в табл. 5.1.

Марка бетона по морозостойкости определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде, которое выдерживают контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно ГОСТу.

Марка бетона по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивание через контрольные образцы, изготовленные и испытанные согласно ГОСТу. Естественно испытьтваются на водонепроницаемость только плотные тяжелые, мелкозернистые и легкие бетоны. Для них приняты следующие марки: W2, W4, W6, W8, W10, W12.

Марка бетона по средней плотности определяется фактическим значением показателя массы в единице объема. Масса тяжелых плотных бетонов не классифицируется, но колеблется в зависимости от плотности заполнителей. Масса легких, ячеистых и поризованных бетонов регламентируется. Соответствие бетонов необходимым требованиям обеспечивается выбором исходных материалов, их количеством в бетоне, соблюдением технологических приемов приготовления, укладки, уплотнения и условий твердения.