6. Бетон. Физико-технические свойства.

Бетон – это искусственный камень, получаемый в результате затвердевания смеси, состоящей из вяжущего вещества, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды. Бетон обладает конгломератным строением, которое характеризуется большим удельным содержанием зерен и кусков заполнителей разной формы и размеров, сцементированных в одно целое тонкими прослойками цементного камня.

Свойства бетона

Прочность – способность сопротивляться внешним силам, не разрушаясь. Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (известковый или гранитный щебень) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем.

Средняя плотность – отношение массы материала ко всему его объему, которое у бетона всегда меньше 100%. Средняя плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше средняя плотность, бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при плохом перемешивании бетонной смеси и, наконец, при недостатке цемента.

Отличительной чертой даже относительно плотного бетона является его пористая структура. Пористость бетона определяется микро и макропористостью цементного камня и небольшой пористостью заполнителей. Эта величина в значительной степени определяет такие свойства бетона, как морозостойкость, водонепроницаемость и водопоглощение.

Морозостойкость – способность бетона в насыщенном водой состоянии противостоять систематическому воздействию знакопеременных температур окружающей среды. Зависит от структуры, но не столько от количества пор, сколько от их характера (в микропорах вода не замерзает до 40-50º мороза). Морозостойкие бетоны получают путем применения морозостойких заполнителей, подбора их состава, уменьшения В/Ц, применения гидрофобных и гидрофильных добавок, меняющих характер пор и прочность цементов.

Водонепроницаемость – способность бетона не пропускать воду под давлением. Водонепроницаемость бетона зависит, в основном, от В/Ц, вида вяжущего, а также от содержания в бетоне тонкомолотых и химических добавок, условий твердения и возраста бетона. Кроме того, на водонепроницаемость бетона влияет структура пор. Понизив В/Ц, мы уменьшаем макропористость и повышаем водонепроницаемость бетона.

Водопоглощение бетона (открытая пористость) – численно характеризуется количеством воды (процент по массе или объему), которое поглощает бетон за некоторое время при погружении в воду (при контакте с водой). Величина водопоглощения бетона в значительной степени влияет на его морозостойкость.

В зависимости от массы заполнителя бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Так, например, к тяжелым относятся бетоны на естественных заполнителях из гранита, известняка, доломита, которые имеют среднюю плотность 2200 – 2400 кг/м³, а прочность их достигает 60 МПа. Легкий бетон изготовляется на основе щебня из легких каменных пород (пемза, туф) и имеет меньшую среднюю плотность, обычно в пределах 1600 – 1800 кг/м³. Использование таких искусственных пористых заполнителей, как керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, дает возможность получить целую гамму легких бетонов со средней плотностью до 1800 кг/м³, прочность которых колеблется от 7,5 до 40 МПа. Применение тяжелого или легкого бетона определяется типом конструкции и условиями ее эксплуатации.

7.Специальные виды бетонов (гидротехнический, дорожный, защитный против радиации)

К специальным видам бетонов относятся гидротехнические, жаростойкие, кислотостойкие, плотные, силикатные и защитные, от радиоактивного воздействия.

Гидротехнический бетон является разновидностью тяжелого бетона. Требования к гидротехническому бетону и материалам для его приготовления даны в ГОСТ 4795—59 и ГОСТ 4797—64.

Его применяют для бетонирования гидротехнических сооружений, воспринимающих при эксплуатации попеременное действие замораживания и оттаивания, намокания и высыхания. Бетон подводной части сооружений находится под напором агрессивных вод, подвергается также химической коррозии от действия веществ, растворенных в воде.

Дорожный бетон применяют для устройства покрытий на автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транспортных средств, но и влиянию атмосферных условий (многократное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание);

Жаростойкие бетоны предназначены для промышленных установок и конструкций, подвергающихся длительному воздействию высоких температур; их подразделяют на 3 группы: высоко-огнеупорные (огнеупорность выше 1770° С); огнеупорные (1580— 1770° С); жароупорные (ниже 1580° С).

Для изготовления жаростойких бетонов помимо портландцемента и шлакопортландцемента применяют глиноземистый и: высокоглиноземистый цементы, жидкое стекло с кремнефторис-j; тым натрием. Заполнителями служат диабаз, базальт, андезит,? щебень из шамота, боя огнеупорных кирпичей, шлаков и т. п.,

Кислотостойкие бетоны изготовляют на жидком стекле с добавкой кремнефтористого натрия, кварцевой муки, песка и;; кислотостойкого щебня.

В состав кислотостойких и жаростойких бетонов (и растворов) вводят специальные добавки, полученные помолом горных пород или керамических каменных материалов, обладающи повышенной кислото-или жаростойкостью.

Плотные силикатные бетоны изготовляют на основе воздушной извести, тонкомолотой добавки — кварцевого песка и рядового песка или доменного гранулированного шлака (или золы ТЭЦ и др.). Этот бетон должен твердеть только в автоклавах при высоком (8—12 атм) давлении.

Бетон для защиты от вредных излучений имеет высокий объемный вес. К заполнителям этих бетонов относятся горные породы — лимонит, магнетит и барит (у0бетона от 2800 до 4000 кг/м3), чугунные дробь и скрап (у0 бетона от 3500 до 5000 кг/м3).