34.Структура бетона

Бетон является композиционным материалом. Структурные элементы композита:

1 роль матрицы выполняет цементный камень, зерна заполнителя, контактная зона. Контактная зона образуется на границе цементного камня и зерна заполнителя в результате миграции и последующей гидратации СаО. Толщина контактной зоны составляет 30 – 70 мкм, может изменяться в зависимости от поверхности зерен заполнителя, пористости зерен, вида цемента, водоцементного отношения и условий твердения бетона.

Структурная прочность бетона напрямую зависит от толщины контактной зоны. В 99% случаев разрушение бетонных конструкций происходит именно по контактной зоне.

Микроструктура бетона:

- новообразований (Са(ОН) )

- непрореагировавшие зерна цемента

- микропоры

Общая пористость бетона выражается:

П = П + П + П + П

П - микропоры цементного камня

П - заполнителя

П - межзерновая пустотность

П - объем пор вовлеченного воздуха

Размеры микропор в бетоне не превышают нескольких сотен диаметров атома. Вода в таких порах находится в связном состоянии и замерзает при t= 78 °C (на морозостойкость не влияет).

После длительной эксп-и бетона изменяется его микроструктура, увеличивается количество новообразований, уменьшается количество непрореагировавших зерен. При этом уменьшается пористость цементного камня, повышается его прочность.

35.Показатели качества бетона

1 основной класс бетона по прочности на сжатие В (указывается во всех случаях)

2 класс по прочности на осевое растяжение В (указывается в случае, когда конструкция работает на изгиб) единицы измерения МПа.

3 марка по морозостойкости F (циклы поперечного замораживания, оттаивание материала в водонасыщенном состоянии)

4 марка по водопроницаемости W (для гидротехнических, подземных сооружений)

5 марка по средней плотности D (кг/м ) (когда плотность имеет значение)

Класс бетона В (МПа) определяется величиной предела прочности при сжатии образцов кубов 180х180х180 мм, изготовленных из бетонной смеси после твердения их в течение 28 суток в нормальных условиях.

Классы и марки тяжелого бетона

- классы на сжатие (МПа):

В3,5;5;7,5;10;12,5;15;20;25;30;35;40;45;50;55;60.

- марка на сжатие (кгс/см ): М50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800.

Зависимость между классом и маркой бетона:

В =

Зависимость между классом бетона и средней прочностью на сжатие:

R =

Зависимость между прочностью бетона и прочностью цемента:

R =

Прочность цемента также зависит от водоцементного отношения.

Чем выше водоцементное отношение, тем ниже прочность.

Классы бетона на растяжение (МПа)

Определяется при испытании на изгиб, класс на растяжение ≈ в 10 раз меньше, чем класс на сжатие.

В 0,8;1,2;1,6;2;2,4;2,8;3,2.

Марки по морозостойкости:

F50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500.

Чем больше водоцементное отношение, тем ниже морозостойкость. Повысить морозостойкость можно путем длительного уплотнения бетонной смеси.

Марки бетона по непроницаемости (МПа)

Характеризуется односторонним гдрастатическим давлением воды, при котором образцы бетона (цилиндры с d =15 см) не пропускают воду.

W2, 4, 6, 8, 10, 12

Основные пути фильтрации через бетон:

1 зоны контакта зерен заполнителя цементным камнем

2 микротрещины в цементном камне

3 для тбк – зона контакта с арматурой

Марки бетона по плотности (кг/м )

D800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 и т.д.

Теплофизические свойства бетона:

1 теплопроводность у тяжелого бетона в сухом состоянии

1,3 – 1,7

У ячеистых бетонов от 2 – 4 раз ниже

2 теплоемкость … 0,98

3 линейная температурная деформация определяется коэ-том линейного температурного расширения

КЛТР 10*10 С бетона

12*10 С сталь

Деформирующие свойства бетона

1 ползучесть – это увеличение размеров бетонных конструкций при длительном воздействии нагрузки. Можно уменьшить за счет снижения водоцементного отношения и при использовании заполнителя из плотных горных пород.

2 усадка и набухание

В бетонной смеси наблюдается осадка при твердении в опалубке.

Набухание бетона происходит при его длительной эксп-и в гидротехнических сооружениях и ниже уровня грунтовых вод.

Снизить можно путем снижения водонапорного отношения.

Оно зависит:

1 от прочности бетона

2 от визионных свойств бетона

Для повышения сцепления бетонов выпускают арматуру периодического профиля.

Для того чтобы обеспечить коррозийную стойкость арматуры в ЖБК она должна быть закрыта защищенным слоем бетона от 10 до 30 мм.