Свойства бетона и изделий из бетона

Прочность

Самым важным свойством бетона является его прочность, т.е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь. Как и природный камень, бетон лучше всего сопротивляется сжатию, поэтому за критерий прочности бетона строители приняли предел прочности бетона при сжатии. Чтобы определить прочность бетона, из него изготовляют эталонный кубик с ребром 200 мм. Затем на гидравлического прессе такой кубик подвергают сжатию, доводя до разрушения. По этому, зная разрушающую нагрузку и площадь поперечного сечения образца, можно определить прочность. Например, если бетонный кубик с ребром 200 мм разрушился при нагрузке 800 кН (80 тонн), то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа (200 кгс/см2).

В зависимости от прочности на сжатие бетон делится на марки. Марку бетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Так, в строительстве применяют следующие марки бетона: 600,500, 400, 300, 250, 150, 100 и ниже. Выбор марки определяется условиями, в которых будет работать бетон.

Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природных камней не изменяется со временем, а вот прочность бетона со временем даже растет.

Прочность при сжатии, прочность на растяжение при изгибе характеризуют способность тротуарной брусчатки выдерживать как транспортные нагрузки, так и деформационные нагрузки, возникающие в зимнее время в результате коррозии бетонного плиточного основания при резких температурных скачках.

Класс бетона

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 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.

Бетоны подразделяются на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

Водопоглощение

Чем меньше значение показателя водопоглощения, тем меньше тротуарная брусчатка впитывает попадающую на неё влагу. И тем меньше вероятность того, что эта влага, в результате резкого перепада температуры, расширится и станет причиной разрушения тротуарной брусчатки.

Истираемость

Срок службы тротуарной брусчатки на прямую зависит от показателя истираемости, чем ниже показатель, тем выше срок службы тротуарного покрытия.

Морозостойкость

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Бетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

Морозостойкость показывает способность тротуарной брусчатки сохранять свою первоначальную структуру в зимний период времени. Так на тротуарной брусчатке морозостойкостью менее 200 циклов по прошествии двух-трех лет эксплуатации образуется трещины, а на лицевой поверхности начинается необратимый процесс отшелушивания, результатом которого, будет полное разрушение лицевого слоя в течение 3-х лет.

Плотность

Другим важным свойством бетона является средняя плотность — отношение массы материала ко всему его объему (выражается в кг/м³, г/см³ или процентах). Средняя плотность бетона всегда меньше 100 %. Средняя плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше средняя плотность, бетона, тем он прочнее. Поры в бетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при плохом перемешивании бетонной смеси и, наконец, при недостатке цемента.

Средняя плотность бетона может быть разной. Она зависит от заполнителей, которые используются в бетоне. По этому признаку бетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого при изготовлении бетона. Так, например, бетон на естественных заполнителях из гранита, известняка, доломита имеет среднюю плотность 2200-2400 кг/м³, а прочность его достигает 60 МПа (или 600 кгс/см²). Такой бетон называют тяжелым. А вот бетон на щебне из легких каменных пород (пемза или туф) имеет меньшую среднюю плотность — обычно 1600- 1800 кг/м³ и называется легким бетоном. Если бетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителях из обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т.п., то можно получить целую гамму легких бетонов с различной средней плотностью — до 1800 кг/м³. Их прочность колеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кгс/см²).

Свойство, обратное средней плотности бетона, — пористость — есть отношение объема пор к общему объему материала, т.е. пористость «дополняет» среднюю плотность бетона до 100 %. Как бы плотен ни был бетон, в нем всегда есть поры!

Теплопроводность

Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона. Теплопроводность бетона почти в 50 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает бетону довольно высокую огнестойкость — способность материала выдерживать действие высоких температур. Бетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000°С. При этом он не разрушается и не трескается.