Свойства бетонной смеси и бетона

БЕТОНЫ

Бетон представляет собой композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (8-15%), воды, заполнителей (80-85%) и специальных добавок. Он имеет конгломератное строение, т.е. состоит из большого количества зерен заполнителя, связанных затвердевшим вяжущим веществом.

Классификация бетонов

1) по виду вяжущего: цементные; силикатные (известково-кремнеземистые); гипсовые; смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые); специальные (например, жаростойкие и химически стойкие);

2) по виду заполнителя: на плотных, пористых и специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости и химической стойкости);

3) по плотности:

– особо тяжелые плотностью более 2500 кг/м³, готовятся на тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа); такие бетоны применяются для специальных защитных конструкций;

– тяжелые плотностью 2200-2500 кг/м³, готовятся на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяются в несущих конструкциях;

– облегченные плотностью 1800-2200 кг/м³, применяются в несущих конструкциях;

– легкие плотностью 500-1800 кг/м³, применяются в ограждающих конструкциях:

а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;

б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного компонента и порообразователя;

в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе (без мелкого заполнителя);

– особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) плотностью менее 500 кг/м³, применяются в качестве теплоизоляции.

4) В зависимости от структуры различают бетоны:

– плотной структуры, у которых все пространтсво между зернами заполнителя занимают затвердевшее вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха,

– поризованной структуры, пространство между зернами которого заполнено затвердевшим вяжущим и поризованным пенно- или газообразователем,

– ячеистые, состоящие из затвердевшего вяжущего и кремнеземистого компонентов и пор, равномерно распределенных и образованных газо-или пенообразователями,

– крупнопористой структуры, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполенно мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.

Лекция № 9

Соотношение между марками и классами бетона по прочности

Марка бетона по прочности на сжатие (СниПП-21-75)	М 15	25	30	35	50	75	100	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700	800
Класс бетона по прочности на сжатие (СниП 2.03.01-84)	В 1	1,5	2	2,5	3,5	5	7,5	12,5	15	20	22,5	25	30	35	40	45	55	60

 

Твердение бетона

Прочность бетона нарастает в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях. Взаимодействие цемента с водой прекращается, если бетон высыхает или замерзает.

Бетон нуждается в уходе, в особенности в начальный период после укладки (до 15-28 сут). В теплое время года влагу в бетоне сохраняют путем поливки и укрытия. Для этого на поверхность свежеуложенного бетона наносят битумную эмульсию или его укладывают полиэтиленовыми и другими пленками.

На 7-14 сутки бетон приобретает 60-80% марочной прочности. Характер нарастания прочности определяется по формуле .

Лекция №10

Применение тяжелого бетона

Он имеет следующие марки по прочности на сжатие М50, М75, М100, М150…500, М600…800.

Бетон марок М500…800 применяют в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. Такой бетон имеет меньшую усадку и ползучесть, а также хорошо защищает стальную арматуру от коррозии.

 

Лекция №12

Технологическая схема производства керамических изделий

1) Добыча;

2) Транспортирование;

3) Хранение и переработка сырьевых материалов;

4) Приготовление керамической массы;

5) Формование изделий;

6) Сушка;

7) Обжиг (от 900 (кирпич) до 1800 ⁰С (огнеупорная керамика));

8) Складирование

Лекция № 13

СИЛИКАТНЫЙ КИРПИЧ

Силикатный кирпич изготавливается из жесткой смеси кварцевого песка (92-94%), извести (6-8%, считая на активную CaO) и воды (7-9%) путем прессования под давлением (15-20 МПа) и последующего твердения в автоклаве.

Выпускают кирпич двух видов: одинарный 250´120´65 мм и модульный 250´120´88 мм. Модульный кирпич изготавливается с пустотами, и его масса не превышает 4,3 кг.

В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе силикатный кирпич имеет марки: М100, 125, 150, 200 и 250. Марки по морозостойкости для лицевого кирпича: 25, 35, 50, а рядового – 15.

Плотность силикатного кирпича (без пустот) около 1800-1900 кг/м³, т.е. он немного тяжелее обычного глиняного кирпича, теплопроводность – 0,7-0,85 Вт/(м⁰С), водопоглощение лицевого кирпича не превышает 14%, а рядового – 16%.

Лекция № 13

 

ДРЕВЕСИНА

Древесные породы разделяются на две основные группы: хвойные и лиственные. Наибольшее применение получили хвойные (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр). Среди многообразия лиственных пород в строительстве применяют дуб, ясень, бук, березу, осину.

Древесина хвойных пород применяется для изготовления строительных конструкций, а древесина лиственных пород – для изготовления конструкций и изделий: наклонных стропил, обрешетки, доступных для осмотра и проветривания, столярных перегородок, дверей, плинтусов, наличников, досок для чистых полов и т.д. Что объясняется ее преимуществами: меньшей плотностью, хвойные породы имеют правильную форму ствола, более стойка у загниванию за счет ее смолистости.

Строение древесины

При рассмотрении разрезов ствола можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Совместно с древесной тканью первого года развития образуют сердцевинную трубку, которая легко загнивает и имеет малую прочность.

Кора состоит из кожицы (корки), пробковой ткани, которые защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений, и луба, проводящего питательные вещества от кроны в ствол и корни.

Камбий – образовательная ткань в корнях и стеблях, расположен однорядным цилиндрическим слоем. Ежегодно в вегетативный период (весна-осень) камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме клетки древесины. Ежегодно в вегетативный период (весна-осень) камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме клетки древесины.

Древесина ствола состоит из годичных колец. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: весенней древесины, образующейся весной, и поздней летней (к концу лета). Поздняя древесина более темная, менее пористая и обладает большей прочностью.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных – дубильным веществами. Движение влаги в ней прекращается, она становится более прозрачной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола называют ядром. Она состоит из мертвых клеток.

Часть более молодой древесины ствола расположенной ближе к коре, в которой еще имеются живые клетки называется заболонью. Эта часть имеет большую влажность, легко загнивает, малопрочна и имеет склонность к короблению.

Сердцевинные лучи служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. Древесина легко раскалывается и растрескивается по сердцевинным лучам.

Свойства древесины

Истинную плотность древесины можно принять равной 1,54 г/см³. Она изменяется незначительно, т.к. древесина всех пород состоит из одного и того же вещества – целлюлозы. Средняя плотность древесины разных пород и даже древесины одной и той же породы колеблется в весьма широких пределах от 390 до 720 кг/м³. Плотность свежесрубленного дерева выше и достигает 1030 кг/м³.

Предел гигроскопической влажности древесины соответствует полному насыщению стенок клеток древесины водой (около 30%). Капиллярная влага свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство. Полная влажность складывается из гигроскопической и капиллярной. Она значительно превышает 30% и колеблется в пределах от 40 до 120%, а в воде она может достичь 200%.

Равновесную влажность древесина приобретает при ее нахождении длительное время на воздухе. Она составляет 8-12% (для комнатно-сухой древесины) и 15-18% (для воздушно-сухой древесины).

Колебания влажности волокон древесины влекут за собой изменение размеров и формы изделий из древесины. При увлажнении сухой древесины до достижения ею предела гигроскопичности стенки древесных клеток утолщаются, разбухают, что приводит к увеличению размеров и объема деревянных изделий. Свободная влага, заполняющая полости клеток, на размерах древесины не отражается.

Усушка древесины происходит за счет удаления связанной влаги из стенок клеток, т.е. влажность древесины становится меньше предела гигроскопичности. Вследствие неоднородности строения, древесина усыхает в различных направлениях неодинаково (наибольшее усыхание происходит в тангенсальном направлении, а наименьшее вдоль волокон). Усушка и разбухание древесины вызывают коробление и растрескивание лесных материалов.

Теплопроводность сухой древесины незначительна: для сосны поперек волокон – 0,17 Вт/(м⁰С); вдоль волокон 0,34 Вт/(м⁰С).

Прочность древесины характеризуется пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе и скалывании.

В области растяжения диаграмма растяжения-сжатия практически линейна, и дерево ведет себя как хрупкий материал, а в области сжатия она не линейна.

Прочность древесины зависит от породы дерева, его средней плотности, наличия пороков и влажности (она понижается, если влажность от 0 до 30%).

,       

a=0,04 при сжатии и изгибе, a=0,03 – при скалывании.

Прочность при сжатии определяется вдоль и поперек волокон: вдоль волокон она составляет около 100 МПа, а поперек – 20-25 МПа. Прочность древесины при растяжении вдоль волокон в 2,5 раз превосходит предел прочность при сжатии. По удельной прочности древесина не уступает стали и стеклопластикам. Прочность при статическом изгибе древесины составляет 70% от прочности при растяжении (»86 для сосны). Предел прочности при скалывании вдоль волокон составляет 6-13 МПа, а поперек волокон в 3-4 раза выше.

Дерево стойко к концентрации напряжений ввиду наличия внутренних поверхностей раздела между волокнами.

Твердость. Мягкие породы имеют торцевую твердость 35-50 МПа (сосна, ель, пихта, ольха); твердые – 50-100 МПа (дуб, граб, береза, ясень, лиственница) и очень твердые – более 100 МПа (кизил, самшит).

Модуль упругости воздушно-сухой сосны и ели составляет 10000-15000 МПа.

Древесина является морозостойким материалом, стойка к действию воды и органических растворителей.

Сортамент древесины.

Лесо-и пиломатериалы. Хлыстом называют ствол поваленного дерева, опиленный от корневой части и очищенный от сучьев. Процесс деления хлыстов на части называют раскряжевкой. Круглые лесоматериалы по толщине разделяют на мелкие, средние и крупные. Мелкие, называемые часто подтоварником, имеют диаметр 6-13 см длиной 3-9 м, средние – 14-24 см, крупные – 26 см и более. Более тонкие части ствола или тонкий лес (3 см) строители называют жердями, они имеют длину 3-9 м. Бревна имеют длину 3-6,5 м и сечение не менее 14 см.

Пиломатериалы по геометрической форме и размерам поперечного сечения делят на пластины, четвертины, брусья и доски, горбыль. Брусья имеют толщину и ширину 100-250 мм при отношении сторон менее 2. Бруски имеют толщину до 100 мм и ширину более двойной толщины. Тонкие доски называю еще тесом. Для досок характерно отношение ширины к толщине более 2,размеры – b=80-250, h=13-100 мм. По характеру обработки пиломатериалы делятся на обрезные и необрезные.

Пороки древесины

Сучки – части ветвей, заключенные в древесине, они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон и затрудняют механическую обработку. По состоянию древесины различают сучки здоровые, загнившие, гнилые и табачные. По степени срастания сучки могут быть сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся и выпадающие несросшиеся. По взаимному расположению выделяют три разновидности сучков: разбросанные, групповые и разветвленные (рис. 3).

Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. Они нарушают целостность лесоматериалов, снижают их механическую прочность и долговечность. Метиковые трещины - это радиально направленные трещины в ядре или заболони, отходящие от сердцевины (рис. 4). Они возникают в растущем дереве и увеличиваются в срубленном дереве при его высыхании. Простые метиковые трещины состоят из одной или двух трещин, расположенных на обоих торцах бревна в одной плоскости. Сложные метиковые трещины состоят из одной или нескольких трещин, расположенных на торцах бревна в разных плоскостях. Морозные трещины образующиеся в растущем дереве, направлены радиально, проходят из заболони в ядро и имеют значительную протяженность по длине ствола дерева. Трещины усушки, возникающие в срубленном дереве по мере его высыхания, тоже направлены по радиусу торцового среза. Они отличаются от мети-ковых и морозных трещин меньшей глубиной и протяженностью. Отлупные трещины проходят между годичными слоями толщины изделия.

Сбежистость- это уменьшение диаметра круглых лесоматериалов от толстого к тонкому концу, превышающие нормальный сбег, равный 1 см на 1 м длины. Сбежистость увеличивает отходы при распиловке и лущении бревен, обуславливает появление радиального наклона волокон в пиломатериалах и шпоне, а следовательно, и снижение прочности этих материалов.

3акомелистость проявляется в виде резкого увеличения комлевой (нижней) части ствола дерева.

Нарост - резкое местное утолщение ствола, имеющее различную форму и размеры.

Кривизна – искривление продольной оси бревен, обусловленное кревизной ствола дерева.

Наклон волокон – непараллельность волокон древесины продольной оси изделий. Он увеличивает прочность древесины при раскалывании, но снижает прочность при растяжении и изгибе вследствие перерезания волокон древесины.

Крень – ненормальное утолщение поздней древесины в годовых слоях.

Свилеватость - волокнистое или беспорядочное расположение волокон древесины, чаще встречается у лиственных пород.

Двойная сердцевина в виде двух сердцевин со своими системами годовых слоев. Увеличивает отходы при обработке древесины, усиливает ее растрескивание.

Завиток – местное резкое искривление годовых слоев под влиянием сучков и проростей.

Пасынок – отмершая вторая вершина или толстый сук, пронизывающие ствол под острым углом к его продольной оси. Ухудшает однородность и механические свойства.

Водослой - это участки ядра или заболони с ненормальной темной окраской, возникающие в растущем дереве вследствие повышенной влажности этих участков. Этот порок нередко является причиной растрескивания и гниения древесины, снижения ударной вязкости при изгибе.

Рак – рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева вследствие жизнедеятельности грибков и бактерий.

Суховатость возникает в местах повреждений (заруба, ожога, ушиба); представлет собой омертвевший участок ствола.

Засмолок – участок древесины обильно пропитанный смолой; присущ только хвойным породам. Он снижает ударную вязкость и водопроницаемость, затрудняет отделку – лакировку, окраску.

Ядровая гниль, развивающаяся в растущем дереве под действием дереворазрушающих грибов, существенно снижает механические свойства и сортность древесины.

Наружная трухлявая гниль возникает вследствие поражения древесины дереворазрушающими грибами. На поверхности пораженной древесины наблюдаются тяжи грибницы и плодовые тела, при этом пораженная древесина распадается на части и растирается в порошок. Этот вид гнили резко снижает механические свойства древесины вплоть до полной ее непригодности.

Червоточиной называют ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. Различают червоточину: поверхностную (глубиной до 3 мм), неглубокую (до 15 мм) и сквозную.

Механические повреждения (заруб, запил, скол, вырыв и т.п.) являются следствием небрежного или неумелого применения механизмов и инструментов при обработке древесины.

Покоробленность – это искривление пиломатериала, возникающее при распиловке, сушке и хранении.

 

БЕТОНЫ

Бетон представляет собой композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (8-15%), воды, заполнителей (80-85%) и специальных добавок. Он имеет конгломератное строение, т.е. состоит из большого количества зерен заполнителя, связанных затвердевшим вяжущим веществом.

Классификация бетонов

1) по виду вяжущего: цементные; силикатные (известково-кремнеземистые); гипсовые; смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые); специальные (например, жаростойкие и химически стойкие);

2) по виду заполнителя: на плотных, пористых и специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости и химической стойкости);

3) по плотности:

– особо тяжелые плотностью более 2500 кг/м³, готовятся на тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа); такие бетоны применяются для специальных защитных конструкций;

– тяжелые плотностью 2200-2500 кг/м³, готовятся на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяются в несущих конструкциях;

– облегченные плотностью 1800-2200 кг/м³, применяются в несущих конструкциях;

– легкие плотностью 500-1800 кг/м³, применяются в ограждающих конструкциях:

а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;

б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного компонента и порообразователя;

в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе (без мелкого заполнителя);

– особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) плотностью менее 500 кг/м³, применяются в качестве теплоизоляции.

4) В зависимости от структуры различают бетоны:

– плотной структуры, у которых все пространтсво между зернами заполнителя занимают затвердевшее вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха,

– поризованной структуры, пространство между зернами которого заполнено затвердевшим вяжущим и поризованным пенно- или газообразователем,

– ячеистые, состоящие из затвердевшего вяжущего и кремнеземистого компонентов и пор, равномерно распределенных и образованных газо-или пенообразователями,

– крупнопористой структуры, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполенно мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.

Лекция № 9

Свойства бетонной смеси и бетона

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. По своему строению она представляет единое физическое тело, в котором частицы вяжущего, вода и зерна заполнителя связаны внутненними силами взаимодействия. Бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям:

- обладать хорошей удобоукладываемостью;

- сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при ее приготовлении (главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей являются уменьшение количества воды при применении пластифицирующих добавок и повышение ее водоудерживающей способности путем правильного подбора зернового состава заполнителей).

Тексотропия – свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь загустевать в спокойном состоянии.

Удобоукладывемость, т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность. Она характеризуется тремя показателями:

– подвижностью бетонной смеси – способность ее растекаться под действием собственной массы (характеристика структурной прочности смеси), характеризуется изменяемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси. Если она равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью;

– жесткостью – способность ее растекаться и заполнять форму под действием вибрации (показатель динамической вязкости бетонной смеси), характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости; вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из отверстий диска;

– связностью, характеризуется водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания и обуславливает однородность строения и свойств бетонной смеси.

Если в бетонной смеси заполнить цементным раствором только пустоты между зернами крупного заполнителя, то получится очень жесткая бетонная смесь. Для придания ей подвижности необходимо раздвинуть зерна крупного заполнителя и окружить их оболочкой из растворной смеси, которая играет роль смазки, скрепляющей после отверждения зерна камневидной составляющей бетона.

Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией.

Бетон является долговечным и огнестойким материалом. Его плотность изменяется в широких пределах от 400 до 4500 кг/м³ и более, поэтому и пористость меняется от 70-85% (ячеистые бетоны) до 8-10% (гидротехнический бетон).

Недостатком бетона является его низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие.

Прочность бетона зависит от прочности вяжущего, характеризующейся его маркой (R_ц), качества заполнителя (коэффициент А) и пористости, определяемой водоцементным отношением.

 при Ц/В=1,4-2,5 и

 при Ц/В>2,5,

где А и А₁ – коэффициенты зависящие от качества заполнителя, R_ц – марка цемента.

Для обычных бетонов В/Ц составляет 0,4-0,7.

Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа уплотнения. При возрастании количества воды затворения, т.е. В/Ц отношения, эти смеси укладываются плотнее и прочность бетона повышается. При оптимальном количестве воды прочность бетона максимальна (максимум на кривой). Дальнейшее увеличение количества воды разжижает бетонную смесь и повышает ее подвижность. Вода частично связывается с цементом, появляются водяные поры, что приводит к понижению прочности.

Обычно цементное тесто заполняет пустоты между зернами заполнителя и лишь немного их раздвигает (на величины двух-трех средних диаметров цементных зерен). При таком сближении свойства заполнителя будут оказывать заметное влияние на прочность бетона, поэтому рекомендуется применять для тяжелых бетонов заполнитель с прочностью превышающей марку бетона в 1,5-2 раза. При большом содержании цементного теста зерна заполнителя раздвинуты на значительное расстояние, они почти не взаимодействуют друг с другом, поэтому решающее значение будет иметь прочность цементного камня и прочность сцепления его с заполнителем.

Зависимость прочности от В/Ц является в сущности зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступающей в химическое взаимодействие с цементом. В возрасте 28 суток цемент связывает примерно 15% воды от своей массы (w=0,15).

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см²) эталонных образцов кубов. За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению (кгс/см²) контрольных образцов. Проектную марку бетона монолитных конструкций разрешается устанавливать при специальном обосновании в возрасте 90 и 180 суток в зависимости от сроков загружения, что позволяет экономить цемент.

Класс бетона – это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100.

При бетонировании дорожных покрытий важно знать прочность бетона при изгибе. Для этого испытывают образцы-балки размером 150×150×1200 или 150×150×550 мм.

Деформационные свойства бетона. При небольших напряжениях и кратковременной нагрузке для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины. Если напряжения превосходит 0,2 от предела прочности, то наблюдается заметная остаточная (пластическая деформация).

Модуль упругости возрастает при увеличении прочности и уменьшении пористости. Для тяжелого бетона он составляет порядка 20-38×10³ МПа, легкого бетона – 10-20·10³ МПа и ячеистого – 8-14×10³ МПа.

Ползучесть – увеличение деформации бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки. Она складывается из «мгновенной» (упругой) и пластической деформации.

Наименьшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя – щебня из изверженных горных пород. Применение пористого заполнителя способствует усилению ползучести. Она также увеличивается с увеличением В/Ц отношения и при нагружении бетона в раннем возрасте. При одинаковом В/Ц большая ползучесть характерна для бетона с высоким содержанием цемента. На ползучесть оказывает влияние климат: замечено ее усиление в теплом и сухом воздухе. Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести. Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, привести к потере напряжения в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон сжимается, и его линейные размеры сокращаются, т.е. происходит усадка. Усадка слагается из влажностной (наибольшая), карбонизационной и контракционной (10% от влажностной). Влажностная усадкавызывается изменением распределения, перемещением и испарением влаги в образовавшемся скелете цементного камня. Эта составляющая играет ведущую роль. Карбонизация содержащегося в цементном камне гидрата окиси кальция с переходом его в углекислый кальций дает карбонизационную усадку. Контракционная усадка вызвана уменьшением абсолютного объема цемент-вода.

Вследствие усадки бетона в нем возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности во избежании появления трещин разрезают усадочными швами. Для массивных конструкций характерна неравномерная усадка, т.к. бетон высыхает снаружи, а в нутрии он остается влажным. Это приводит к возникновению растягивающих напряжений в наружных слоях конструкции, и появлению внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется свободный каркас из зерен крупного заполнителя, препятствующих усадке.

Морозостойкость бетона – определяется путем попеременного замораживания-оттаивания в холодильной камере бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см при температуре 15-20 ⁰С. Образцы испытывают после 28 суток выдерживания в камере нормального твердения или через 7 суток после тепловой обработки. За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания-оттаивания, которые при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5%, а для дорожного бетона – без потери массы более 5%. Установлены марки по морозостойкости: F50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500. Морозостойкость бетона зависит от качества материалов и капиллярной пористости бетона. Она значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Водонепроницаемость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизирующие добавки. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применять расширяющийся цемент. По водопроводности бетон делят на марки: W2, 4, 6, 8 и 12 (что характеризует давление воды, при котором образец не пропускает воду). С уменьшением объема капиллярных макропор водонепроницаемость снижается.

Теплофизические свойства бетона. Теплопроводность тяжелого бетона составляет 1,2 Вт/м ⁰С, что в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов. Теплоемкость тяжелого бетона составляет 0,75-0,92 Вт/м ⁰С. Коэффициент линейного термического расширения бетона составляет около 10·10^-6 1/ ⁰С, поэтому во избежание растрескивания сооружения большой протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Огнестойкость. Бетон является огнестойким материалом. Однако продолжительное воздействие температур в интервале 160-200 ⁰С приводит к снижению его прочности на 25-30 %. При нагревании выше 500 ⁰С бетон разрушается в следствие обезвоживания гидроксида кальция.

Большие колебания температуры (более 80 ⁰С) могут вызвать внутреннее растрескивание бетона в следствии различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Трещины распространяются по поверхности заполнителя, иногда в растворе или слабых зернах наполнителя.