1. Общие характеристики. Бетоны подразделяют:по объёмной массе - особо лёгкие - 500 кг/м3; лёгкие - 500…1800 кг/м3; тяжёлые - 1900…2400 кг/м3; особо тяжёлые - 2500 кг/м3. по прочности (при сжатии) на марки - М-35, М-50, М-75, М-100, М-150, М-200, М-250, М-300, М-400, М-500 и М-600; по морозостойкости (в циклах попеременного замораживания и оттаивания) на марки - Мрз-10, Мрз-15, Мрз-25, Мрз-35, Мрз-50, Мрз-100, Мрз-150, Мрз-200, Мрз-300; по водонепроницаемости на марки - В-2, В-4, В-6, В-8 - выдерживающие давление воды соответственно не менее 2, 4, 6, 8 кгс/см2 при котором не наблюдается просачивания воды через образец 28-дневного возраста; по показателям жёсткости и подвижности (табл.1) - Таблица 1. Характеристика бетонов - Вид бетонной смесиЖесткость, сОсадка конуса, h (см)Особо жёсткаяБолее 2000Жёсткая50 - 1500Малоподвижная45 - 150 - 2Подвижная10 и менее3 - 8Литая-15 - 18 Основным технологическим свойством бетонной смеси является удобоукладываемость. Удобоукладываемость бетонной смеси оценивается по указателям подвижности и жёсткости в соответствии с методами испытаний, приведенными в ГОСТ 10181-.. (табл.1). А. Подвижность.Подвижность (удобоукладываемость) бетонной смеси по ГОСТ 10181-.. характеризуется величиной осадки конуса из этой смеси (см. рис.). Чем больше осадка h, тем больше подвижность смеси. При h=0, показатели удобоукладываемости бетонной смеси определяют техническим вискозиметром, который состоит из внешнего кольца цилиндрической формы диаметром 300 мм, высотой 200 мм и внутреннего - диаметром 215 мм и высотой 130 мм. В зависимости от крупности заполнителей низ кольца устанавливают на расстоянии 10…70 мм от низа формы. Для испытания бетонной смеси во внутреннее кольцо устанавливают стандартный конус и после заполнения бетоном его снимают. Затем прибор закрепляют на лабораторной виброплощадке с частотой колебаний 2850 в 1 мин. Время вибрации в секундах, необходимое для совпадения уровня бетона (на тяжёлых заполнителях) в форме и кольце, является показателем удобоукладываемости (вязкости) бетонной смеси. Подвижность бетонной смеси следует выбирать в соответствии с видом конструкции (табл.2). Таблица 2. Подвижность бетонных смесей, укладываемых в различные конструкции - Виды работ и конструкцииОсадка конуса, смПоказатель жёсткости, с1. Подготовка под фундаменты и полы, основания дорог0…150…602. Покрытия дорог, полы, массивные неармированные конструкции (подпорные стенки, блоки массивов, фундаменты)1…325…353. Массивные армированные конструкции (плиты, балки, колонны, большого и среднего сечения)2…415…254. Стены промышленных и жилых зданий2…415…255. Железобетонные конструкции, сильно насыщенные арматурой (тонкие стенки, колонны, бункеры, силосы, балки и плиты малого сечения), бетонируемые на месте, с содержанием арматуры до 1%:4…610…156. Конструкции, особо насыщенные арматурой (прочные и балочные мосты и т.д.), с содержанием арматуры более 1%:6…810…157. Конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке: при уплотнении вибраторами6…810…15 при ручном уплотнении8…105…10 Б. Прочность.Активность и содержание в бетоне цемента прямо сказываются на прочности бетона. Однако увеличение содержания цемента в бетоне положительно влияет до определённых пределов, после которых прочность мало изменяется, а другие свойства бетона могут ухудшаться. Так, с повышением расхода цемента увеличиваются усадка и ползучесть бетона, а также его экзотермия в начальный период твердения. В определённых условиях это может вызвать появление усадочных и температурных трещин. ВНИМАНИЕ! ЗАПРЕЩЕНО назначать составы бетона или водоцементного отношения ТОЛЬКО ПО ТАБЛИЦАМ И ГРАФИКАМ или расчётно-термическим путём (БЕЗ ОПЫТНОЙ ПРОВЕРКИ) в строительной лаборатории, т.к. марка бетона зависит: от качества воды, разновидности цементов и заполнителей бетонной смеси, а также точности дозировки строительных материалов в ответственных строительных конструкциях (колоннах, плитах перекрытий, ригелях, балках и блоках массивов). Рабочий состав и водоцементное отношение бетона назначают путём подбора, по результатам испытаний образцов, изготавливаемых из пробных замесов. Таблица 2-Б. Соотношение между марками и классами бетона по прочности на сжатие Марка бетона по прочности на сжатиеКласс бетона по прочности на сжатие (в соответствии со СНиП 2.03.01-..)Марка бетона по прочности на сжатиеКласс бетона по прочности на сжатие (в соответствии со СНиП 2.03.01-..)М-15В-1М-300В-22,5М-25В-2М-350В-27,5М-35В-2,5М-400В-30М-50В-3,5М-450В-35М-75В-5М-500В-40М-100В-7,5М-600В-45М-150В-12,5М-700В-55М-200В-15М-800В-60М-250В-20-- 2. Тяжёлые бетоны.Особо тяжёлые бетоны применяют для специальных защитных сооружений, фундаментов под машины и для гидротехнических сооружений, и в жилищном строительстве не применяются, поэтому подробно мы их рассматривать не будем. Тяжёлые бетоны применяют при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, изготовления изделий из бетонов. Тяжёлые бетоны изготавливают с применением песка, гравия, щебня из тяжёлых горных пород. В проектах бетонных и железобетонных конструкций предусматривают применение следующих марок тяжёлых бетонов - М-50, М-75, М-100, М-150, М-200, М-300, М-400, М-500, М-600. ВНИМАНИЕ! Для железобетонных конструкций запрещено применение тяжёлых бетонов марки ниже М-100. Для бетонных конструкций не следует применять бетон марки выше М-300. Тяжёлые бетоны подразделяются: на пластичные - укладываемые в формы (опалубку) при умеренном уплотнении; и жёсткие - укладка которых требует усиленного механического уплотнения. Консистенцию бетонной смеси (её жёсткость и подвижность) назначают непосредственно на месте работ, с учётом размера и армирования конструкции (табл.3 и 4). Таблица 3. Ориентировочный расход цемента в бетонах для монолитных бетонных и железобетонных конструкций Проектная марка бетонаМарка цементаРасход цемента в кг на 1 м3 бетона для конструкцийвсех, кроме тонкостенныхтонкостенных100300225-150300-400250-200400-500270300300500-600320350400600440440500600500550600700560600 3. Лёгкие бетоны.Лёгкие бетоны применяют для изготовления ограждающих конструкций, изделий и строительных деталей с целью уменьшения их массы. Разновидности лёгкого бетона на пористых искусственных и естественных заполнителях определяется видом применяемого крупного заполнителя: керамзитобетон; шлакобетон; аглопоритобетон; туфобетон и т.д. Наиболее распространены в практике лёгкие бетоны на пористых заполнителях, имеющие объёмную массу 900…1400 кг/м3. В зависимости от назначения лёгкие бетоны делят на три вида:конструкционные; конструкционно-теплоизоляционные; теплоизоляционные. Таблица 4. Технические характеристики лёгких бетонов Наименование бетонаМаксимальная плотность в высушенном состоянии, кг/м3Марка лёгких бетоновКоэффициент теплопроводности, ккал/(м*ч*toC)по прочностипо морозостойкостиКонструктивный1800М-100, М-150, М-200, М-250, М-300, М-400Мрз-25, Мрз-35, Мрз-50, Мрз-100Не нормируетсяКонструкционно-теплоизоляционный1400М-25, М-35, М-50, М-75, М-100Мрз-10, Мрз-15, Мрз-25, Мрз-350,5Теплоизоляционный800Не менее М-10Не нормируется0,25 Особенностью твердения лёгких бетонов является то, что пористые заполнители в начальный период впитывают и удерживают влагу в капиллярах, а затем возвращают её цементному камню. Этим создаются условия для более длительной и полной гидратации цемента в бетоне, что повышает его прочность. Учитывая сравнительно небольшую прочность и пористость заполнителей, рекомендуется ограничивать их наибольшую допустимую крупность. Например, крупность пористого гравия (керамзита, шлака, туфа) должна быть не более 40 мм, а щебня - до 20 мм. Для подвижных бетонных смесей применяют гравий крупностью до 20 мм, а щебень - до 10 мм. Наименование бетонаНаибольшая крупность зёрен, ммЗерновой состав заполнителей в %%Размер зёрен заполнителядо 1,25 мм1,25...2,5мм2,5…5мм5…10мм10…20мм20…40ммКонструктивный1025%20%10%45%--2020%15%15%20%30%-Конструкционно-теплоизоляционный1025%15%10%50%--2020%15%10%25%30%-4015%10%10%15%20%30%Теплоизоляционный20-10%15%35%40%-40-10%10%20%25%35% Средний расход цемента в зависимости от марки бетона, характера и крупности заполнителя, а также от активности цемента следует назначать по данным таблицы 6. Таблица 6. Расход цемента для приготовления лёгкого бетона на щебне и гравии Наибольшая крупность зёрен, ммДля бетонаРасход цемента в кг на 1 м3 лёгкого бетонаМ-35М-50М-75М-100М-15010 ммна щебне130…150150…170170…190190…210250…270на гравии100…115115…130130…145145…160175…19020 ммна щебне140…160160…180180…220220…240290…320на гравии110…125125…140140…160160…180200…22540 ммна щебне160…180180…200210…260260…280340…380на гравии120…135135…200160…180180…200240…280 Примечание: Для подвижных составов смесей расход цемента увеличивается на 10…15%. Для малоподвижных смесей ориентировочные зерновые составы заполнителей для лёгкого бетона на керамзитовом гравии можно принимать по таблице 5. Таблица 5. Рекомендуемый зерновой состав заполнителей в %% 4. Приготовление бетонной смеси.Готовят бетонную смесь на заводах ЖБИ и в построечных условиях на передвижных установках (бетономешалках). Применяют бетоносмесительные установки цикличного и непрерывного действия. Вручную полноценный бетон приготовить невозможно. Таблица 1. Ориентировочный состав бетонной смеси и расход материалов (на 1м3 бетона) Марка бетонаРасход материалов (в кг)Подвижность смеси, смУдобоуклады- ваемость, сцементщебеньпесокводаДля портландцемента марки М-300М-10020012008001551…235…2521012187451653…520…1522012107481756…815…1023511987401859…1210…5М-15022512117261551…235…2527012157011653…520…1529012156751756…815…1030512206581859…1210…5Для портландцемента марки М-400М-10021512257501551…235…2523012157471653…520…1524512007241756…815…1026012096761859…1210…5М-15015511887501551…235…2526512157041653…520…1528012026851756…815…1030012006601869…1210…5М-30033512206351551…235…2536012156301653…520…1538012025881756…815…1040012005601859…1210…5 Примечание: I. При составлении таблицы плотность материала принята: цемента - 1300 кг/м3, песка - 1800 кг/м3, щебня - 1400 кг/м3. II. Во всех составах в качестве крупного заполнителя предусмотрен щебень крупностью до 40 мм.При приготовлении бетонной смеси в бетоносмесителях принудительного действия время перемешивания должна составлять не менее 2-х мин. (из них 30…60 сек. - перемешивание сухих составляющих). 5. Защита бетона в начальный период твердения.И в заключение.Немаловажное значение имеют и способы ухода за твердеющим бетоном, т.к. особенно велика усадка бетона в начальный период твердения, достигающая за первые сутки 60…70% месячной усадки. Рост прочности бетона по времени возможен только при определённых температурно-влажностных условиях, исключающих преждевременное испарение воды из бетона (табл.8 и 9). Таблица 8. Рост прочности бетона на портландцементе Возраст бетона, суткиОтносительный предел прочности при сжатии, в %%Возраст бетона, суткиОтносительный предел прочности при сжатии, в %%160…70281752100902004…51251802257150 ВНИМАНИЕ! Чем раньше защищён бетон от высыхания, тем выше конечная прочность. Таблица 9. Влияние условий твердения на прочность бетона R30 Место и условия твердения бетонаКоличество воды затворения за 30 суток, в %%R30МПа%%1. На открытом воздухе (на солнце), покрытий первые 14 суток пергаментом3724,81002. То же, раствором битума в бензине1324,498,53. То же, слоем песка 3 см в течение 14 суток4722,4904. В помещении при температуре 20...23оС и относительной влажности 50% без укрытия и подливки7014,859,55. На открытом воздухе (в тени под навесом) при средней температуре 20…23оС без укрытия и подливки7713,253 ВНИМАНИЕ! Для твердения уложенного бетона необходимо создать температурно-влажностный режим. С этой целью необходимо укрытие и поливку бетона начинать не позднее чем через 10…12 часов после окончания бетонирования, а в жаркую погоду - через 2…3 часа.В сухую погоду бетон поливают в течение: на портландцементе - не менее 7 суток, на глиноземистом цементе - не менее 3 суток, бетон на прочих цементах и бетон с пластифицирующими добавками - не менее 14 суток. При температуре 15оС и выше бетон поливают в течение первых 3-х суток: днём - каждые 3 часа; ночью - один раз; в последующее время - 3 раза в сутки. При укрытии бетона влагостойкими материалами (опилки, песок и т.п.) длительность перерывов между поливами может быть увеличена. При температуре воздуха ниже 5оС полив - не нужен.