Заполнитель

Введение заполнителя в цементное тесто сильно влияет на свойства материала. Слои цементного теста при введении заполнителя теряют подвижность. В зависимости от соотношения между цементным тестом и заполнителем различают 3 структуры бетонной смеси:

1. Базальная;

2. Поровая;

3. Контактная.

Свойства бетона

1. Прочность бетона:

Прочность бетона характеризуется его маркой, т. е. пределом прочности на сжатие бетонных образцов-кубов размером 15x15x15 см, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и испытанных после 28 суточного твердения в нормальных условиях.

Существуют марки бетона (предел прочности на сжатие) от М50 до М450. Также существуют высокопрочные бетоны М500 и М800.

Классом бетона называется нормативная (наибольшая, при нормальной эксплуатации) кубиковая прочность в МПа, задаваемая с обеспеченностью 0,95 и с коэффициентом вариации . Для перехода от класса к марке бетона используют формулы:

; ,

где – класс бетона;– прочность бетона;– средняя прочность бетона.

Прочность бетона зависит от многих факторов. Главные из них:

Активность цемента – марка цемента по прочности. Цементы высокой активности дают более прочные бетоны, однако при одной и той же прочности цемента можно получить бетон разной прочности, изменяя количество воды в смеси.

Для получения удобоукладываемой бетонной смеси водоцементное отношение принимают равным 0,4–0,7.

Для химического взаимодействия цемента воды требуется 15–20% от массы цемента. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие, испаряясь из бетона образует поры, уменьшает прочность, а следовательно, прочность можно повысить уменьшая водоцементное отношение и уплотняя бетон.

На прочность влияют качество заполнителя, продолжительность твердения, форма и шероховатость поверхности заполнителя.

Прочность бетона при благоприятной температуре и влажности постоянно повышается. Первые 7–14 суток прочность набирается быстрее. К 28 суткам рост прочности замедляется. Твердение бетона можно ускорить повышением температуры. Например, при температуре бетон за 12 часов набирает 70% марочной прочности. При температуретвердение бетона прекращается. Для ускорения твердения также применяют добавки.

2. Плотность и непроницаемость бетона для жидкостей и газов:

Бетон – это пористый материал. Поры образуются в результате неполного удаления воздуха при уплотнении и при испарении избыточной воды. Получить бетон высокой прочности можно следующими способами:

     а) Применением низкого водоцементного отношения;

     б) Рациональным подбором зернового состава заполнителей;

     в) Введением пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок;

     г) Тщательным уплотнением бетонной смеси;

     д) Правильным уходом за твердеющим бетоном.

Но даже при соответствующих мероприятиях получить абсолютно плотный бетон невозможно.

3. Водонепроницаемость бетона:

Водонепроницаемость характеризуется наибольшим давлением воды, при котором она не просачивается через образцы. Бетон, плотно уложенный, с малым водоцементным отношением, с мелкопористой структурой является водонепроницаемым материалом.

По водонепроницаемости бетоны делят на марки: W2; W4; W6; W8; W10; W12 (число означает давление в атмосферах). Для увеличения водонепроницаемости применяют:

     а) Торкретирование (плотная штукатурка, наносимая под давлением);

     б) Покрытие бетонной конструкции жидким стеклом.

4. Морозостойкость:

Долговечность зависит от морозостойкости. Морозостойкость характеризуется количеством циклов попеременного замораживания при температуре –20 ^°С и оттаивания в воде комнатной температуры без потери массы более 5% и прочности более 15%. Марки морозостойкости бетона:F50;F75;F100;F200;F300;F400;F500.

Методы повышения морозостойкости:

     а) Применение морозостойких заполнителей;

     б) Уменьшение водоцементного отношения;

     в) Применение гидрофобных и гидрофильных добавок;

     г) Применение портландцементов высоких марок;

     д) Применение глинозёмистого цемента.

5. Усадка и расширение бетона:

Твердение бетона на воздухе сопровождается уменьшением его объёма, т. е. усадкой. Большую усадку дают бетоны на жирных смесях (с большим расходом вяжущего вещества) и с большим водоцементным отношением. Наибольшая усадка происходит в начальный период твердения (за первые сутки она составляет 50–70% всей усадки).

На величину усадки также влияет минералогический состав цемента, тонкость помола (чем меньше тонкость помола, тем меньше усадка).

Способы снижения усадки

     а) Применение цементов низких марок;

     б) Применение белитовых цементов;

     в) Избегание жирных смесей;

     г) Уменьшение количества воды;

     д) Применение рационального зернового состава заполнителей;

     е) Строгое соблюдение температурно-влажностного режима твердения бетона (влажность равна 100%; температура равна ).

Расширение бетона происходит от нагревания в результате экзотермии при взаимодействии цемента с водой. В результате этого в бетоне образуются трещины. Для предотвращения расширения в массивных конструкциях предусматривают выполнение температурных швов.

6. Стойкость бетона к коррозии:

Под воздействием агрессивных жидкостей и газов бетон разрушается. Коррозия бетона вызывается коррозией цементного камня. Заполнители всегда могут быть подобраны стойкими. Для предотвращения коррозии рекомендуется:

     а) Использование цементов с минимальным количеством трёхкальциевого алюмината;

     б) Оклейка конструкции плёночными материалами;

     в) Футеровка штучными материалами (например, обкладка плитками).

7. Отношение бетона к действию высоких температур:

Бетон – огнестойкий материал, что позволяет применять его для устройства дымовых труб и промышленных печей. При длительном воздействии высоких температур необходимо предусмотреть применение специальных видов бетона на глинозёмистых смесях.