4.3. Загальні властивості бетону.
Міцність бетону. Головні фактори міцності бетону – це міцність цементу Rц і водоцементне відношення В/Ц :
Rб = f (Rц, В/Ц); Rб = A Rц / (В/Ц)n. (30)
Наведену формулу називають законом водоцементного відношення, хоча залежність Rб від В/Ц справджується лише в певних межах. Суть закону полягає в тому, що при постійних матеріалах, технології виготовлення й умовах твердіння міцність бетону залежить тільки від В/Ц відношення. Для розрахунків широко застосовується формула Боломея – Скрамтаєва:
Rб = А Rц (Ц/В 0,5), (31)
яка передбачає, що в певних інтервалах міцність пов’язана з величиною оберненою В/Ц, тобто цементно-водним відношенням Ц/В прямолінійною залежністю. Коефіцієнт А залежить від якості вихідних матеріалів.
Знак “-“ при Ц/В 2,5 (В/Ц 0.4); “+”- Ц/В >2,5 (В/Ц <0,4).
На міцність бетону крім Rц і В/Ц впливають вид цементу, форми заповнювачів, характер їх поверхні та ін.
Для орієнтованого прогнозування збільшення міцності бетону у часі можна використовувати логарифмічну залежність:
(32)
де n – кількість діб твердіння (n 3 діб).
Практично міцність бетону в проектному віці визначають як границю міцності при стиску зразків-кубів із довжиною ребра 150 мм. За міцністю на стиск установлені такі класи бетону: В3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 45; 50; 55; 60. Клас бетону гарантує одержання заданої міцності з надійністю 95 %.
Для переходу від класу бетону до його середньої міцності для зразків 15×15×15 см при нормативному коефіцієнті варіації 13,5 % (тобто до марки бетону) застосовують формулу :
RБ 28 = В / 0,778. (33)
У разі необхідності визначають міцність бетону на згин (балки-призми) і на осьовий розтяг (зразки-вісімки). За міцністю на розтяг установлені наступні класи: Вt0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2.
Клас бетону за міцністю на осьовий розтяг визначають у випадках, коли експлуатаційні якості конструкцій або їх елементів залежать від роботи розтягнутого бетону при недопустимому утворенні тріщин.
марка бетону за морозостійкістю - це кількість циклів поперемінного заморожування й відтавання, які витримують бетонні зразки у віці 28 діб, якщо міцність бетону не знижується більш ніж на 15 %. Нормами проектування встановлені такі марки бетону за морозостійкістю: F 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000.
Мікропори (<10-5 см) містять зв`язану воду, яка не замерзає при t до – 700С. Тому на морозостійкість більше впливають макропори (> 10-5 см), утворені надлишками води.
Підвищенню морозостійкості сприяють: вміст С3А до 8%; зниження В/Ц до 0,5…0,4; уведення в суміш гідрофобно-пластифікуючих і повітровтягувальних добавок; інтенсивне ущільнення при вкладанні.
Для конструкцій і споруд, які працюють під дією деякого напору води, важливим показником якості бетону є його водонепроникність. Водонепроникність характеризується найбільшим тиском, при якому не спостерігається просочування води через зразки. Марки по водонепроникності призначаються в залежності від напірного градієнта І рівного відношенню максимального тиску до товщини конструкції. Передбачені наступні марки бетону за водонепроникністю: W 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 20.
Висока водонепроникність досягається зниженням В/Ц, введенням гідрофобно-пластифікуючих добавок, застосуванням спеціальних цементів (наприклад, пуцоланового).
Крім названих необхідно назвати ще й такі властивості як усадка, набухання, повзучість, щільність.