Бетон

Бетон — искусственный каменный материал, получаемый из правильно подобранной смеси вяжущего, воды, заполнителей и добавок после ее формования и твердения.

В зависимости от крупности заполнителя бетоны делятся на мелкозернистые (до 10 мм) и крупнозернистые (с наибольшим размером заполнителя 100—150 мм).

По объемной массе различают бетоны особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые (1800—2500 кг/м3), легкие (500— 1800 кг/м3) и особо легкие (менее 500 кг/м3).

К разновидностям легких бетонов относятся бетоны на естественных или искусственных пористых заполнителях:

• крупно-пористые, приготовляемые из крупного плотного или пористого заполнителя с частичным заполнением межзерновых пустот крупного заполнителя раствором (малопесчаные бетоны) или только на крупном заполнителе (беспесчаные бетоны);
• ячеистые с равномерно распределенными порами размером до 3 мм.

В зависимости от способа образования пор ячеистые строительные бетоны делятся на пенобетоны, получаемые механическим смешиванием бетонной смеси с пеной, и газобетоны, в которых поры получаются за счет перехода газообразующей добавки во время приготовления смеси в газообразное состояние.

В зависимости от назначения бетон должен удовлетворять определенным качественным характеристикам. К ним относятся: прочность на сжатие, растяжение вдоль оси и растяжение при изгибе, морозостойкость и водонепроницаемость.

К бетонной смеси, так же как и к растворным смесям, предъявляют требования удобоукладываемости и водоудерживающей способности.

Состав бетона подбирают расчетом с обязательным последующим испытанием контрольных образцов. Условное обозначение состава бетона аналогично обозначению растворов. Число частей гразия (щебня) ставят последней цифрой.

Подбор примерного состава бетона выполняют следующим расчетом. Исходные данные: R_б - требуемая прочность бетона на сжатие; R_ц- марка имеющегося в распоряжении цемента; ρ_ц, ρ_в, ρ_п, ρ_ш — соответственно плотность цемента, воды, песка и щебня, кг/л; П_п, П_щ — значения пористости (пустотности) фракций заполнителя.

Требуется определить: В — количество воды, необходимое для получения нужной жесткости смеси, л на 1 м3 смеси; Ц — количество цемента, обеспечивающее необходимую прочность бетона, кг на 1 м3 смеси; К_п и К_щ — количество каждой фракции заполнителя, кг на 1 м3 смеси.

Основой расчета служат положения, предложенные проф. Б. Г. Скрамтаевым:

1. Сумма абсолютных объемов исходных материалов в 1 м3 смеси равна объему уплотненной смеси или

2. Более мелкая фракция заполняет пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен или для фракции Кп:

где α1 — коэффициент раздвижки зерен заполнителя, который для пластичных смесей принимают равным от 1,30 до 1,52.

Сначала определяют водоцементное отношение, пользуясь эмпирической формулой для расчетной прочности бетона (при В/Ц>4):

где А₁—коэффициент, характеризующий качество применяемых материалов. Для жестких смесей величину А₁ принимают при применении высококачественных материалов равной 0,65, рядовых— 0,6 и пониженного качества—0,55.

Простым преобразованием получаем:

Количество воды зависит от требуемой подвижности смеси и размера крупной фракции. Его принимают по таблице 2.

Таблица 2. Расход воды В на 1 м3 бетонной смеси, л

Количество цемента устанавливают по величине водовяжущего отношения В/Ц и расхода воды:

Количество щебня определяют по формуле, получаемой из приведенных выше уравнений:

Количество песка равно разности между полным объемом смеси и суммой абсолютных объемов цемента, воды и щебня:

Проверку правильности подбора смеси производят пробным замесом и в случае необходимости вносят поправку в расчетный состав.