Бетон как строительный материал подразделяется на следующие группы обычный бетон или высокопрочный бетон в зависимости от его прочности на сжатие. Прочность на сжатие нормального бетона имеет значение в диапазоне от 20 до 40 МПа. Высокопрочный бетон имеет прочность выше 40 МПа.
Примеры высокопрочного бетона, имеющего прочность на сжатие от 40 до 140 МПа, рассматриваются в этой статье.
Со временем и изменениями в истории изменились и факторы, отличающие обычный бетон от высокопрочного. Скажем, 100 лет назад высокопрочным считался бетон с прочностью на сжатие 28 МПа. Но сейчас бетон может достигать прочности более 800 МПа. Такие бетоны также называют реактивными порошковыми бетонами.
С точки зрения применения, бетон нормальной прочности является наиболее используемым типом по сравнению с высокопрочным бетоном. Основной целью использования высокопрочного бетона является снижение веса, уменьшение ползучести или проницаемости, повышение долговечности конструкции, учет особых архитектурных соображений, которые требуют элементов, несущих меньшие нагрузки.
Рис.1.Высокопрочный бетон, используемый в зданиях с 1980-х по 1990-е годы
Свойства нормального и высокопрочного бетона
Независимо от типа бетона, будь то нормальный или высокопрочный, свежий бетон должен быть пластичным или полужидким по своей природе, чтобы его можно было формовать вручную или с помощью любых механических средств.
Все частицы песка и крупного заполнителя в свежей бетонной смеси заключены вместе и находятся во взвешенном состоянии.
Очень важно, чтобы смесь не подвергалась расслоению или сегрегации во время обработки или транспортировки. Равномерное распределение заполнителей в бетоне помогает контролировать сегрегацию.
Факторы обрабатываемости бетона нормальной и высокой прочности
Как мы знаем, коэффициент обрабатываемости отражает легкость укладки, уплотнения и отделки бетона в свежем состоянии.
Бетон нормальной прочности обладает хорошей обрабатываемостью, если все компоненты бетона находятся в правильных и точных пропорциях. Заполнители должны быть правильной градации.
Высокопрочная бетонная смесь часто липкая, и ее очень трудно обрабатывать и укладывать. Такое состояние наблюдается даже при использовании пластификаторов. Это состояние в основном обусловлено высоким содержанием цемента в ней.
Факторы кровотечения Нормальный и высокопрочный бетон
Оседание твердых частиц цемента и заполнителя в свежей бетонной смеси приводит к образованию слоя воды на верхней поверхности бетона (состояние свежего бетона), это называется кровотечением. Небольшое кровотечение не вызывает проблем. Но крупномасштабное кровотечение влияет на долговечность и прочность бетона.
По сравнению с бетоном нормальной прочности, высокопрочный бетон не страдает от кровотечения. Это объясняется тем, что высокопрочный бетон имеет меньшее содержание воды и большое количество цементирующих материалов. Воздухововлекающий бетон также имеет меньше шансов на кровотечение.
Проницаемость бетона нормальной прочности и высокопрочного бетона
Все вопросы прочности, такие как коррозионная стойкость, устойчивость к химическим воздействиям, ползучесть, напрямую связаны с проницаемостью бетона. Только если внутрь бетона попадает инородное вещество, возникает повреждение. Проницаемость бетона зависит от свойств проницаемости, связанных с пастой и заполнителями, присутствующими в бетоне.
Снижение проницаемости способствует
- Повышению устойчивости к сульфатам и химическому воздействию
- Устойчивость к коррозии
- Устойчивость к проникновению хлоридов
В таблице-1 ниже представлены результаты различных испытаний на проницаемость, проведенных на различных бетонных смесях. В таблице приведены различия между бетоном нормальной прочности и высокопрочным бетоном по водоцементному соотношению.
Более низкое водоцементное отношение при достаточном периоде твердения способствует получению бетона с более низкой проницаемостью. Для бетона нормальной прочности проницаемость находится в диапазоне 1 x 10-10 см/сек.
Таблица.1: Различные испытания бетона на проницаемость согласно Американскому институту бетона, 1988 г.
Добавление в бетонную смесь дополнительных цементирующих материалов, таких как кремнезем, зола-унос и ГГБФС, помогает снизить проницаемость бетона.
Высокопрочный бетон имеет более низкое значение проницаемости по сравнению с бетоном нормальной прочности. Это связано с тем, что высокопрочный бетон проектируется с более низким водоцементным отношением. В их составе обычно используется кремнеземистый песок. Коэффициент проницаемости высокопрочного бетона колеблется от 1 x 10-11 до 1 x 10-13 см/сек.
Таким образом, высокопрочный бетон имеет более низкую проницаемость и более высокую устойчивость к воздействию хлоридов, что делает его пригодным для строительства мостов, парковочных площадок и тех сооружений, которые в большей степени подвержены воздействию морской воды или антиобледенителей.
Карбонизация бетона нормальной прочности и высокопрочного бетона
Карбонизация происходит на поверхности бетона. Явление карбонизации связано с проницаемостью бетона. Содержащийся в воздухе углекислый газ вступает в реакцию с соединениями, присутствующими в затвердевшей цементной пасте. В результате реакции выделяются карбонаты, которые называются карбонатами кальция.
Этот эффект карбонизации, упомянутый в коэффициенте проницаемости, меньше в высокопрочном бетоне по сравнению с бетоном нормальной прочности.
В дополнение к критериям состава обоих типов бетона, инженеры указывают необходимое количество защитного бетонного покрытия для арматурной стали. Это делается для того, чтобы уменьшить возможность легкого доступа к арматуре.
Другие различия между бетоном нормальной прочности и высокопрочным бетоном
В бетоне нормальной прочности при 40% от прочности на сжатие образуются микротрещины. Они соединяются между собой и распространяются при достижении 80-90% прочности.
Поверхность трещин, образующихся в бетоне нормальной прочности, очень шероховатая. Эта зона образуется вдоль переходной зоны между матрицей пасты и заполнителями. Поверхность излома в случае высокопрочного бетона гладкая.
Читать далее:
Высокопрочный и высокоэффективный бетон
Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?
- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Коррозия стальной арматуры в бетоне – причины и защита.
- Какие факторы влияют на обрабатываемость бетона?.
- Расчет состава бетонной смеси для бетонов M20, M25, M30 с процедурой и примером.
- 6 основных причин повреждения бетона.
- Разница между самоуплотняющимся и обычным бетоном.