БЕТОНЫ

перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества

с водой, мелкого и крупного заполнителя, химических добавок в определенных пропорциях.
Классификация бетонов по плотности:
Особо тяжелые – плотность более 2500 кг/м³
Тяжелые – плотность 1800-2500 кг/м³
Легкие – плотность 600-1800 кг/м³
Особо легкие – плотность менее 600 кг/м³

бетоны – автоклавного твердения с применением известкового вяжущего и тонкомолотого

кремнеземистого компонента.
Гипсовые бетоны – с применением гипсовых и гипсоцементнопуццолановых вяжущих.
Шлакощелочные – с применением шлакощелочных вяжущих.
Полимербетоны – с применением различных видов полимерных связующих (эпоксидные, полиэфирные, акриловые смолы)
Полимерцементные – с применением вяжущего и полимерного вещества.

перекрытий, мостовых и других типов конструкций)
Гидротехнический бетон - для строительства

плотин, шлюзов, облицовки каналов, дамб, водопроводно – канализационных сооружений.
Бетон для ограждающих конструкций (легкий)
Бетоны специального назначения (жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты, для дорожных и аэродромных покрытий.

занимают в бетоне до 80% объема и оказывают влияние на

его основные свойства:
увеличивают прочность – за счет жесткого скелета;
снижают деформации ползучести при длительном действии нагрузки;
снижают усадку бетона;
повышают долговечность;
снижают себестоимость бетона;
снижают плотность (пористые заполнители).

(природный песок, гравий) или полученные путем их механического измельчения (дробления)

и последующего рассева (песок и щебень).
Искусственный заполнитель представляет собой отходы различных технологических процессов (например, топливные и металлургические шлаки) или специально изготовленные тем или иным способом зернистые виды материалов (например, керамзит, аглопорит, вермикулит и т. д.).
Зерновым (гранулометрическим) составом сыпучего материала (песка или щебня) называют выраженное в процентах или частях содержание в этом материале зерен различной крупности (фракции). Фракцией считаются зерна заполнителя, которые проходят через более крупное и остаются на более мелком из двух сит, находящихся рядом в стандартном наборе сит.
При выборе зернового состава крупного (щебня) и мелкого (песка) заполнителей исходят из основного требования: получить бетон плотной структуры при наименьшем расходе цемента.

пород (гранит, известняк, доломит) или гравий с размером зерен более

5 мм.
Щебень – неорганический зернистый сыпучий строительный материал, получаемый дроблением изверженных или осадочных горных пород, гравия или искусственных камней на куски размером от 5 (3) до 80 (70) мм, а иногда до 120 мм.
Щебень отличается от гравия формой и характером поверхности зерен. Благодаря своей неправильной и остроугольной форме (стараются получить при дроблении кубическую форму), а также шероховатой поверхности, щебень прочнее сцепляется с цементным камнем, чем гравий. Однако бетонная смесь со щебнем менее подвижна, чем с гравием.

В зависимости от размера зерен ГОСТ 8267–93 щебень подразделяют на следующие основные фракции: от 5(3) до 10 мм; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм; св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм. ГОСТ 26633–2015 рекомендует для получения плотной смеси при подборе состава бетона придерживаться следующего содержания отдельных фракций в щебне

песков).
Песок – неорганический зернистый сыпучий строительный материал с размером зерен

0,16 (0,14) ...5,0 мм. В природе наиболее часто встречаются пески, состоящие в основном из кварца с примесью зерен полевого шпата и слюды. Реже встречаются пески известняковые, ракушечные и др. В зависимости от условий образования и места залегания природные пески делят на горные (овражные), речные и морские, гравийные и валунные, дюнные и барханные.
Горные (овражные) кварцевые пески состоят из частиц угловатой формы с шероховатой поверхностью, что способствует хорошему их сцеплению с цементным камнем в бетоне. Недостатком этих песков является засоренность глинистыми, пылевидными и органическими примесями.
Речные и морские пески имеют зерна округлой формы с гладкой отшлифованной поверхностью, которая хуже сцепляется с цементным камнем. Но эти пески более чистые, чем горные. Недостатком морских песков является наличке в них обломков раковин, которые легко разрушаются и могут понизить прочность бетона.
Гравийные и валунные пески содержат крупные зерна гравия и валуны крупностью до 150 мм и более, которые при рассеве отделяют и перерабатывают на щебень.
Дюнные и барханные пески состоят из очень мелких зерен, которые обладают большой суммарной поверхностью, что требует повышенного расхода цементного теста на обмазку частиц и заполнение пустот между зернами. Поэтому их используют только в смеси с песком, содержащим достаточное количество средних и крупных зерен.
Дробленые пески состоят из остроугольных и шероховатых частиц. Форма зерен у них, как правило, близка к кубической, поэтому, они считаются наилучшими для приготовления бетонов.

крупности, определяемый путем просеивания пробы через набор стандартных сит. Различают

рядовой - содержащий зерна различных размеров, и фракционированный – зерна разделены на отдельные фракции.
Зерновой состав заполнителей может быть непрерывным и прерывистым. Должен обладать наименьшей пустотностью.
Прочность – определяется не только прочностью горной породы, но крупностью зерен заполнителя. Оценивается по показателю дробимости.
Rз>1,5-2Rб.
Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы – ограничивают в стандартах в зависимость от вида бетона и требований к нему. Отрицательно влияют на структуру бетона и следовательно снижают его свойства (прочность, долговечность)

3%. Глинистые и пылевидные частицы в песке и в щебне

являются вредными примесями, ухудшающими технические свойства бетона (прочность, морозостойкость и др.). Они повышают водопотребность смесей, приводят к необходимости дополнительного расхода цемента, способствуют образованию в затвердевшем бетоне трещин (за счет набухания комочков глины при увлажнении и их усадке при сушке), препятствуют сцеплению зерен песка или щебня с цементным камнем (за счёт глинистых оболочек на них).
Содержание органических примесей - не допустимо в природных заполнителях. Наличие в песках органических примесей (гумусовых веществ) считается вредным. Последние, попадая вместе с песком в бетонную смесь, препятствуют полному сцеплению его зерен с частицами вяжущего вещества (цемента). Кроме того, разлагаясь, они выделяют органические кислоты, которые разрушают цементный камень в бетоне, а также создают излишние пустоты и поры, снижающие и прочность самого бетона.

водой образуют цементное тесто обволакивающее зерна заполнителя и заполняющее пустоты,

впоследствии твердеющее с образованием цементного камня.
Химические добавки – вводятся для регулирования свойствами бетонной смеси и бетона и управлением технологией бетона.
Классификация химических добавок по основному эффекту действия:
1) регулирующие свойства бетонных смесей;
пластифицирующие – увеличивающие подвижность бетонной смеси;
стабилизирующие - предупреждающие расслоение бетонной смеси;

и твердение бетона:
ускоряющие или замедляющие схватывание и твердение;
обеспечивающие твердение бетона

при отрицательных температурах (противоморозные).
3) регулирующие плотность и пористость бетона.
воздухововлекающие;
уплотняющие;
4) регулирующие деформации бетона (расширяющие)
5) повышающие защитные свойства бетона к стали (ингибиторы коррозии)
6) стабилизаторы – повышающие стойкость бетонных смесей против расслоения
7) придающие бетону специальные свойства (повышающие стойкость агрессивных средах и т.д)

или техногенного сырья (золы, молотые шлаки или горные породы, микрокремнезем

и т.д.). Выполняют следующие функции:
Заполняют пустоты между зернами заполнителя (уплотняют структуру)
Снижают расход цемента
Увеличивают прочность (микрокремнезем)
Снижают водоотделение и расслоение бетонной смеси в литых и самоуплотняющихся смесях.
Вода – применяется водопроводная и питьевая вода. При использовании другой воды необходимо проводить исследования по содержанию в ней сульфатов и солей.

отдозированных компонентов (заполнителей, вяжущего вещества, воды, различных видов химических и

минеральных добавок).
Структура бетонной смеси – создается за счет действия сил молекулярного сцепления между частицами, окаймленными тонкими пленками воды. Пленки придают смеси свойство пластичности.
Реологические свойства бетонной смеси:
Вязкость (текучесть) – поведение структурированных систем при приложении внешних сил.
Для бетонных смесей характерно свойство тиксотропии – способность смеси под действием внешних сил изменять свои реологические свойства, а после прекращения воздействий восстанавливать.

– это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не

расслаиваться в процессе транспортирования укладки и уплотнения.
Технологические свойства бетонной смеси:
Удобоукладываемость - характеристика смеси, при которой ее консистенция соответствует условиям укладки.
В зависимости от удобоукладываемости смеси делятся на:
Жесткие – удобоукладываемость определяется в секундах
По методу Вебе
По методу Красного
По методу Скрамтаева
2. Подвижные – удобоукладываемость определяется в сантиметрах
По осадке конуса
По расплыву конуса (определение диаметра расплыва конуса)

бетонной смесью, уплотнение смеси и снятие с отформованной смеси конуса

проводят так же как определение подвижности бетонной смеси марок П1-П3.
Поворотом штатива диск устанавливают над отформованным конусом бетонной смеси и плавно опускают его до соприкосновения с поверхностью смеси. Включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием бетонной смеси. Смесь вибрируют до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Время, измеренное в секундах, характеризует жесткость бетонной смеси.

форму очищают и увлажняют до испытания. Помещают форму в центре

стола и фиксируют ее положение с помощью фиксаторов. Форму наполняют бетонной смесью совком двумя равными слоями. Каждый слой уплотняют 10 легкими ударами уплотняющего бруса. После наполнения с помощью уплотняющего бруса срезают излишек массы вровень с краями формы, поверхность стола очищают от остатков смеси. Через 30 с с момента срезки излишка смеси форму поднимают за ручки вертикально вверх за время от 3 до 6 с.
Верхнюю плиту стола плавно поднимают до верхнего блока-останова. Дают возможность верхней плите стола свободно упасть на нижний блок-останов. Повторяют цикл 15 раз, проводя каждый цикл в течение 2–5 с. Линейкой измеряют максимальные размеры расплыва бетонной смеси с точностью до 10 мм в двух направлениях, параллельных краям стола. Визуально проверяют расплывшуюся смесь на расслоение. Если образовалось расслоение, его регистрируют, а испытание считают неудовлетворительным.
Величину расплыва D_распл, мм, определяют с точностью до 10 мм по формуле: Dраспл=(d1+d2)/2
Разность между значениями расплыва и при одном определении не должна превышать 15% среднего значения.

до 40 мм включительно применяют нормальный конус. При подготовке конуса

и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и увлажнить. Конус устанавливают на гладкий лист и заполняют бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уплотняют штыкованием металлическим стержнем в нормальном конусе 25 раз. Конус во время заполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу.
После уплотнения бетонной смеси снимают загрузочную воронку, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.
Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней.
Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень на верх конуса и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до поверхности бетонной смеси с погрешностью не более 0,5см.

Конус Абрамса

основных компонентов бетонной смеси – необходимо соблюдение следующих требований:
Точность дозирования;
Влажность

заполнителей.
2) Перемешивание бетонной смеси – необходимо соблюдение следующих требований:
Получение однородной смеси;
Правильный выбор смесителя;
Время перемешивания;
Контроль технологических характеристик бетонной смеси.

соблюдение следующих требований:
Выбор способа формования в зависимости от удобоукладываемости смеси.

Способы формования:
- литье;
- вибрирование;
- прессование;
- вибропрессование;
- центрифугирование;
Соблюдение геометрических размеров форм или опалубки;
Соблюдение защитного слоя арматуры;
Соблюдение правильности установки арматурного каркаса.

бетоном
Обеспечение положительных температур
Обеспечение режимов ухода за бетоном при тепловлажностной обработке.

его прочность, непроницаемость, долговечность.
Плотность зависит от:
водоцементного соотношения;
содержания заполнителя в бетоне;
вида

и свойств применяемого цемента;
содержания минеральных добавок;
содержания ПАВ;
качества уплотнения смеси.

агрессивных сред. Характеризуется маркой по водонепроницаемости W 2,4,6,8,10,12,14,16,20
Водонепроницаемость зависит от;
Пористости

– характера пор;
Однородности бетона;
Соблюдения влажностного режима при твердении;
Соблюдения режимов уплотнения;
Водоцементного отношения;
Наличия ПАВ;
Гидроизоляции конструкции.

замораживание и оттаивание. Характеризуется маркой по морозостойкости F.
Морозостойкость зависит

от:
Плотности бетона;
Водоцементного отношения;
Вида и свойств цемента;
Наличия в структуре специально созданных замкнутых резервных пор диаметром не более 0,025 см.

возникающих в результате нагрузки или других факторов.
Материалы в сооружениях

могут испытывать различные внутренние напряжения: сжатие, растяжение, изгиб.
Характеризуются классом бетона по прочности на сжатие В, на растяжение при изгибе Вtb , по прочности на осевое растяжение Вt , в проектном возрасте.
Прочность зависит от:
Водоцементного отношения;
Состава бетонной смеси;
Способа уплотнения бетонной смеси;
Ухода за твердеющим бетоном;
Однородности бетонной смеси.

возникающие в результате седиментации, которые зависят от:
- Объёма бетонной конструкции;
-

Реалогических свойств бетонной смеси;
- Водоцементного отношения;
- Процента армирования.

в цементном камне, при твердении – усадка;
2) Под действием механических

нагрузок: кратковременного и длительного действия – ползучесть;
3) Температурные деформации.

Усадка – изменение объема цементного камня, возникающего в процессе твердения.

объем новообразований цементного камня всегда меньше объема, занимаемого веществами вступающими

в химическую реакцию;
Контракционная усадка развивается в период интенсивного протекания реакций между цементом и водой. При контракционной усадке:
- Не изменяются размеры образца;
- Происходит изменение в поровой структуре;
- Не происходит растрескивание материала.

влаги в образовавшейся в скелете цементного камня. Занимает ведущую роль

в суммарной усадке цементного камня.
Зависит :
От состава и свойств используемых материалов;
От содержания и вида заполнителей;
От соблюдения режима твердения.
3) Карбонизационная – вызывается карбонизаций гидроксида кальция и развивается с поверхности бетона в глубину.
Так как влажностная и карбонизационная усадки происходят в затвердевшем материале, то неизбежно возникновение трещин в бетоне или вдоль напрягаемой арматуры.

Уменьшение водоцементного отношения
- Снижение расхода цемента в бетоне
- Применение заполнителей

с прерывистым гранулометрическим составом
- Дополнительное армирование конструкций
- Применение дисперсной арматуры
- В некоторых случаях использование безусадочных, расширяющихся и напрягающих цементов.

действии постоянной нагрузки. Наиболее заметно развиваются в первые сроки приложения

нагрузки и постепенно затухают.
Деформации ползучести зависят от:
- вида цемента и его расхода
Вида и крупности заполнителя, соотношения между крупным и мелким заполнителем
Степени гидратации цемента к моменту приложения нагрузки
Водоцементного отношения
Температуры и влажности окружающей среды и самого бетона

до 100 МПа. Особовысокопрочный - с прочностью более 100 Мпа.
Получение

высокопрочных бетонов возможно при соблюдении следующих условий:
Создание особо плотной структуры
Создание монолитной сплошной структуры
Создание высокой прочности
Для достижения таких условий структурообразования необходимо:
1) Использовать для производства высокопрочных бетонов цементы с высокой активностью;

В/Ц отношением;
4) Работать с высоким предельно допустимым расходом цемента;
5) Использовать

суперпластификаторы и комплексные добавки, способствующие получению более плотной структуры бетона;
6) Осуществлять более тщательное перемешивание бетонной смеси;
7) Применять соответствующие способы уплотнения бетонных смесей;
8) Создавать благоприятные условия твердения бетона.

фракции заполнителя (без щебня).
Свойства мелкозернистого бетона- определяются теми же факторами,

что и свойства тяжелого бетона на крупном заполнителе.
Особенности мелкозернистого бетона:
Мелкозернистость структуры;
Высокая однородность;
Высокое содержание цементного камня;
Отсутствие жесткого каменного скелета;
Повышенная пористость.

применения химических и минеральных добавок;
Высокая тиксотропия и способность к трансформации

бетонной смеси;
Высокая технологичность бетонной смеси – возможность формования изделий различными способами;
Возможность получить новые архитектурно – конструкционные решения: тонкостенные и слоистые конструкции;
Возможность широкого применения местных строительных материалов;

которые при длительном воздействии высоких температур должны сохранять в заданных

пределах свои физико- механические свойства.
Материалы для производства жаростойких бетонов:
Вяжущие – портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, жидкое стекло;
Минеральные добавки – хромитовая руда, бой шамотного или обычного кирпича, пемза, гранулированный доменный шлак, зола-унос);
Заполнители – дроблёные материалы: хромитовая руда, бой шамотного, глиняного кирпича, доменный шлак, базальт, диабаз.

критерий по прочности – прочность при изгибе.
Высокая морозостойкость
Достаточная прочность при

сжатии
Для обеспечения высокой морозостойкости необходимо:
Применение дорожных цементов
Изготовление бетонных смесей с минимальным В/Ц отношением не более 0,5.
Применение высокопрочных высококачественных заполнителей (щебень из прочных горных пород)
Применение суперпластификаторов и воздухововлекающих добавок.
Обеспечение качественного уплотнения бетонной смеси и ухода за твердеющим бетоном.

данного вида бетона является смесь извести с тонкомолотым кремнеземистым материалом.

Заполнитель- применяют природные или дробленые пески.

Вяжущее – тонкомолотые смеси извести и песка, извести и металлургического шлака, извести и топливные золы.

Добавки – гипсовый камень – для замедления гидратации извести, кремнийорганические жидкости – для гидрофобизации и повышения долговесчности.

на виброплощадках, виброштампование, вибропрокат.
Тепловая обработка в автоклавах при темепературе
180оС

и давлении насыщенного пара 0,8 – 1,5 МПа.

и требует меньших капитальных затрат, вследствие чего их стоимость значительно

ниже; к тому же их расход на 1 м3 бетона составляет 200 – 250 кг, тогда как для получения обычных бетонов с такой же прочностью требуется не менее 300 – 400 кг клинкерного цемента;
2) широко используются дешевые местные материалы и отходы промышленности (известь, песок, зола, доменные шлаки и т. п.);
3) для производства этих бетонов в большинстве случаев не требуется сравнительно дорогого крупного заполнителя;
4) С тоимость сборных конструкций и деталей на 25–50% ниже стоимости аналогичных изделий из бетонов на клинкерных цементах.

использовании различных видов пористых заполнителей: керамзит, аглопорит, вулканический туф и

пемзу.
При поризации растворной части – за счет применения пено –или газообразующих добавок. (пено- или газобетон)
Классификация легких бетонов
По плотности:
Особолёгкие (теплоизоляционные) плотностью менее 500 кг\м3
Легкие:
а) конструктивно-теплоизоляционные – 500-1400кг\м3
б) конструктивные – 1400-1800 кг\м3
По структуре
а) плотные
б) поризованные

туф, и т.д
Мелкий заполнитель – кварцевый песок, дробленые пористые заполнители

(дробленый керамзит и т.д).
Вяжущее – цементные вяжущие вещества.
Химические добавки, минеральные добавки.
Особенности технологии
- При расчете состава бетона необходимо учитывать водопоглощение пористых заполнителей. Увеличение В/Ц.
- При расчете состава необходимо учитывать, что прочность пористых заполнителей низкая, следовательно увеличение прочности раствора не увеличит прочность бетона.

расход цемента по сравнению с тяжелым бетоном, т.к. заполнители имеют

очень развитую поверхность и высокую пористость.
Увеличивается время перемешивания легких бетонных смесей.
Используются для перемешивания смесители принудительного действия.

общего объема) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1-1,5

мм.
Способы создания пористой структуры ячеистых бетонов:
Механический – в смесь вяжущего с водой и кремнеземистым компонентом вводят специально приготовленную пену, в отдельном смесителе и перемешивают совместно.
Химический – в вяжущее с водой и кремнеземистым компонентом вводят специальные газообразующие добавки, которые вступают в реакцию и вспучивают тесто.

конструктивные – 600-1200 кг\м3
По способу образования ячеистой структуры: газобетоны, пенобетоны.
По способу твердения: автоклавного твердения, неавтоклавного твердения.
Сырье для производства ячеистых бетонов.
Вяжущие вещества – известь, цементы, смешанные вяжущие.
Кремнеземистый компонент – тонкомолотые кварцевые пески, золы-уноса.
Пенообразователи – неорганические – клееканифольный пенообразователь. Органические – большое количество наименований.
Газообразователи – алюминиевая пудра, содержащая 82% активного алюминия, обладающая тонкостью помола 5000-6000 см2/г.

бетоны.
Декоративный бетон имитирует природные камни и сам по себе обладает

структурной выразительностью. Характер фасадных элементов может быть плоским и рельефным, а характер рельефа различается по форме и глубине. Например, выступы и впадины создают игру света и тени, маскируют дефекты и стыки отдельных деталей.
Графический бетон -глубина промывки (1–2 мм) зависит от типа используемого поверхностного замедлителя твердения бетона и диаметра зерна декоративного щебня. В основе технологии «графического бетона» лежит выполнение «мелковскрытой» бетонной поверхности с нанесенными графическими изображениями, а при его производстве используются особые мембраны с рисунком. Изображение появляется на поверхности бетона благодаря контрасту между гладкой поверхностью бетона и «мелковскрытой» фактурой, то есть поверхностью с обнаженным заполнителем.
Наиболее популярна технология обнажения заполнителя с помощью специальных замедлителей, называемая «мытый бетон». Она применялась еще в СССР при изготовлении плит для возведения панельных домов. Внешний вид лицевой поверхности ограждающих конструкций здания отличался особой фактурностью, за счет того, что натуральный фракционный наполнитель бетонной массы, используемой в качестве материала плит, выступал на ее поверхности и дополнительно покрывался лаком или гелем.