Файл: Строительные материалы_ Краткий курс_ Н_А_ Машкин, О_А_ Игнатова(1).pdf

78 

Соотношение  между  прочностью  образцов  и  классом  

бетона:  

В = R

б

ср

 (1–1,64ν), 

где ν – коэффициент вариации прочности бетона ν = 0,135 (для 

сжатия) ν = 0,165 (для растяжения). 

Марки и классы бетона по прочности 

М50  

М100 

М150 

М200 

М250 

М300 

В3,5  

В5 

В7,5 

В10 

В12,5 

В15 

В20 

М400 

М450 

М500 

М600 

М700 

М800 

В25 

В35 

В40 

В45 

В50 

В55 

В60 

 
2.  Прочность  при  изгибе.  Образцы  –  150×150×600  мм  или 

100×100×400  мм.  Прочность  бетонов  при  изгибе  и  растяжении 
меньше прочности при сжатии в 9 (В10)–17 (В60) раз. 

R

и

 = 3F·l/2b·h

2

, МПа. 

Есть также классы бетона по прочности на осевое растяже-

ние для некоторых видов бетонов, где это важно: В

р

 0,8; В

р

 1,2; 

В

р

 1,6; 

В

р

 2. 

3. Упруго-пластические свойства. Деформации и напряже-

ния в бетоне подчиняются закону Гука:      / , где   – относи-
тельная  деформация;    –  напряжение;    –  модуль  упругости. 
При длительном нагружении проявляются и пластические (необ-
ратимые) деформации. Модуль упругости бетона Е = 0,14 

.

 10

6

 –  

0,4 

.

  10

6

  МПа.  Предельная  деформация  сжатия  (перед  разруше-

нием) ≈ 1 мм/м, предельная деформация растяжения ≈ 0,1 мм/м. 

4.  Пористость  бетонов  обычно  7–10 %.  Для  плотных  бето-

нов – это отрицательный фактор, для ячеистых – положительный. 

5. Средняя плотность зависит от содержания вовлеченного 

воздуха; количества лишней воды (для гидратации нужно толь-
ко 18 %); количества цемента; вида и количества заполнителей. 
Тяжелые  бетоны  имеют  плотность  2200–2500  кг/м

3

.  Легкие  

бетоны  марок  –  D500–D1200;  D800–D2000  (с  интервалом  в  
100 кг/м

3

). 

79 

6. Сцепление  бетона  с  арматурой.  Истинное  сцепление 

(адгезионное) + сила трения   f = 0,1–0,2 от R

б

. Для увеличения 

сцепления применяется периодический профиль арматуры.   

7. Усадка  и  набухание.  Бетонные  изделия  деформируются  

при  увлажнении–высушивании.  Деформирование  прямо  про-
порционально содержанию цементного камня. Усадка обычного 
бетона  0,1–1,5  мм/м.  Набухание  в  10  раз  меньше.  Неравномер-
ная усадка бетона в ранние сроки твердения приводит к появле-
нию микротрещин. 

8.  Водопоглощение  бетона.  Сорбционное  и  конденсацион-

ное  поглощение  влаги  из  воздуха  объясняется  капиллярно-
пористой структурой бетона. Плотный бетон – 0 %; на пористых 
заполнителях  –  до  8 %  по  массе;  ячеистый  –  до  25 %.  В  воде: 
плотный  бетон  –  4–8 %;  на  пористых  заполнителях  –  20–25 %;  
ячеистый – 35–40 %. Полного водопоглощения достичь не уда-
ется из-за защемления  воздуха в микропорах. 

9. Водо-  и  газонепроницаемость.  Газы  имеют  большую 

проникающую  способность,  чем  жидкости.  Для  бетона  напор-
ных труб, тюбингов (метро), плотин, наливных и газовых резер-
вуаров  важны  марки  по  водонепроницаемости:  W2,  W4,  W6, 
W8,  W10,  W12…W30  (атм).  Повышение  водонепроницаемости 
производят  полимерными  покрытиями,  пропиткой  уплотняю-
щими составами, уплотнением структуры за счет использования 
расширяющихся цементов, уменьшения воды затворения, доба-
вок (хлорное железо, алюминат натрия). 

10. Морозостойкость.  При полном насыщении пор бетона 

водой давление замерзающей воды достигает 250 МПа. В обыч-
ных  условиях  фронт  замерзания  перемещается,  выдавливая 
часть воды, и давление на стенки снижается. Допустимая  поте-
ря прочности или массы до 5 %. 

Марки  по  морозостойкости:  тяжелый  бетон  –  F50,  F75, 

F100, F150; напрягающий и мелкозернистый – F200, F300, F400, 
F500; легкий бетон – F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, 
F400, F500; ячеистый бетон – F15, F25, F35, F50, F75, F100. 

11. Стойкость  в  агрессивных  средах  (природные  воды, 

промышленные  стоки,  газы)  зависит  от  стойкости  цементного 

80 

камня:  плотности  бетона;  агрессивности  и  температуры  среды; 
нагруженности  и  действующих  эксплуатационных  факторов 
(замораживание, высушивание). 

Метод борьбы: повышение плотности бетона; пропитка бе-

тона полимерами; использование сульфатостойких цементов. 

12.  Огнестойкость  –  способность  сопротивляться  дейст-

вию огня. Огнестойкость бетона – от 2 до 5 ч. Наибольшие по-
вреждения возникают при поливе водой нагретых железобетон-
ных конструкций. 

13. Сохранность арматуры  

Коррозия  –  электрохимические  процессы  под  воздействием 

электролитов, приводящие к окислению металла. Скорость корро-
зии зависит от концентрации кислорода на поверхности арматуры, 
рН среды и количества растворенных в электролите солей железа. 
Наиболее опасно переменное увлажнение и высушивание.  

Щелочная среда способствует образованию на поверхности 

арматуры защитной пленки Fe(OH)

3

. РН бетона 12,2–12,5 – это 

обеспечивает  пассивацию  арматуры.  Минимальный  защитный 
слой  бетона  10–25  мм.  Эффективно  также  покрытие  арматуры 
полимерными пленками, оцинкование. 

14.  Долговечность  (стойкость  во  времени)  определяет  эко-

номическую  целесообразность  применения  бетона.  В  благо-
приятных  условиях  бетон  может  работать  сотню  и  более  лет. 
Неблагоприятные  факторы:  замораживание–оттаивание;  высо-
кие  температуры;  водонасыщение  и  высушивание;  химически 
агрессивные среды. 

4.6. Методика подбора состава бетона 

 
1.  Исходные данные:  цемент: 

ц

,  марка  или  активность  R

ц

, 

нц

; песок: 

п

, 

нп

, M

кр

; щебень: 

нщ

, 

щ

, V

п 

– пустотность щебня в 

долях  (V

п 

=

щ

нщ

щ

);  наибольшая  крупность  D;  прочность  бе-

тона R

б

, подвижность смеси (о.к.)  

81 

2. Расчет: R

б

 = А 

.

 R

c

 (Ц/В – 0,5);  Ц/В = 1,3–2,5; А = 0,6; 

  R

б

 = А

1

.

 R

c

 (Ц/В + 0,5); Ц/В   2,5 (В40). 

3.  Определение  цементно-водного  отношения  для  обеспе-

чения заданной прочности бетона:  

Ц/В = 

ц

б

R

А

R

 ± 0,5. 

4.  Назначение  расхода  воды  В  (л)  для  обеспечения  удобо-

укладываемости бетонной смеси (с учетом вида и прочности за-
полнителя). 

5.  Расход цемента на 1 м

3

 бетонной смеси (кг): 

Ц = В×Ц/В. 

6.  Расход заполнителей рассчитывается исходя из условий: 

– сумма  абсолютных  объемов  компонентов  равна  объему 

бетонной смеси (1 м

3

): 

1;

ц

п

щ

в

Ц

П

Щ

В

– объем растворной части равен объему межзерновых пус-

тот крупного заполнителя с учетом раздвижки зерен: 

.

д

разд

ц

п

в

нщ

Щ V

Ц

П

В

К

Расход щебня и песка на 1 м

3 

бетонной смеси (кг): 

Щ =

1

1

;

n

разд

щ

нщ

V

К

П =  1

.

n

ц

щ

в

Ц

Щ

В

 
Плотность бетонной смеси: 

бс

 = Ц + П + Щ + В, кг/м

3

. 

82 

7.  Изготовление и испытание образцов 

Материал 

Расход, кг/м

3

1 м

3

объем замеса 

Цемент 

Песок 

Щебень 

Вода 

Производится  корректировка  состава,

проверка  подвижно-

сти смеси – добавление цемента и воды или песка и щебня. Из-
готавливают образцы – кубы – 3 шт. 150×150×150 мм, которые 
помещают в нормальные условия твердения. Производят испы-
тание  образцов,  уточнение  отношения  В/Ц  и  пересчет  состава 
бетона. 

4.7. Основы технологии бетонов 

 
Технологические  этапы  изготовления  бетонных  изделий: 

приготовление  бетонной  смеси;  транспортирование;  укладка  и 
уплотнение; уход за бетоном. 

Приготовление бетонной смеси производят на автоматизи-

рованных  бетонных  заводах  и  растворобетонных  узлах  (РБУ). 
Дозирование  компонентов  производят    автоматическими  весо-
выми дозаторами с точностью: цемент – 1 %; песок и щебень – 
2 %. Перемешивание осуществляют в смесителях периодическо-
го  и  непрерывного  действия,  гравитационного  или  принуди-
тельного перемешивания. 

Смесители  периодического  действия:  производительность 

до 36 м

3

/ч (V = 2400 л), непрерывного – до 120 м

3

/ч; время пере-

мешивания: V = 425 л – 1 мин, V = 1200 л – 2 мин,   V = 2400 л – 
2,5 мин, для жестких смесей – в 1,5–2 раза больше.  

Порядок  дозирования:  1)  заполнитель;  2)  цемент;  3)  вода 

затворения с добавками. 

Состав  бетонного  завода:  склад  заполнителей;  склад  це-

мента; бетоносмесительный  узел  (БСУ)  с  резервуарами  для  во-