Структура и свойства мелкозернистого бетона

Свойства мелкозернистого бетона, согласно назначению, определяются теми же факторами, что и обычного щебеночного бетона.

Известно, что прочность песчаного бетона имеет прямо пропорциональную зависимость от расхода цемента и В/Ц. Так, уменьшение расхода цемента в смеси вызывает резкое снижение прочности бетона, а при малом его содержании ухудшается удобообрабатываемость, уплотняемость и снижается прочность. Доказано, что прочность песчаного бетона в основном определяется прочностью цементного камня.

Наибольшая прочность бетона достигается при оптимальном соотношении Ц:П, когда получается максимальная плотность бетонной смеси. Так при малых расходах цемента удобоукладываемость смеси снижается, а это затрудняет укладку и вызывает снижение плотности и прочности бетона. При более высоком содержании цемента возрастает количество воды в бетоне и, соответственно, увеличивается пористость и снижается прочность.

Зависимость Rбет от его состава и В/Ц: при В/Ц= 0,3; 0,4; 0,5.

При более высоких значениях В/Ц песчаные бетоны обычно имеют прочность ниже, чем обычные бетоны на прочных крупных заполнителях. Степень понижения прочности зависит от качества применяемых материалов и технологии уплотнения бетонной смеси. Это объясняется тем, что в мелкозернистом бетоне содержится больше цемента и воды по сравнению с обычным бетоном.

На снижение прочности бетона оказывают влияние качество применяемых материалов и технология уплотнения б. с.

Объем ВВ (воздухововлечения) трудно определить расчетным методом, поэтому при определении состава бетона можно вначале определить В/Ц из формулы Rп.б. = АхRц (Ц/В – 0,8) без учета воздухововлечения, принимая коэффициент А в соответствии с качеством песков. Затем на основе контрольных испытаний установить действительную плотность свежеприготовленной бетонной смеси и коэф-фициент уплотнения, равный соотношению действительной и расчетной плотности материала.

Коэффициент «А» назначают по результатам испытания качества заполнителя, тем более для песка это очень важная характеристика, она может существенно повлиять на его значения, а значит и на R бетона. Песчаный заполнитель в зависимости от крупности зерна может в значительной мере повысить расход воды и, соответственно, повлиять на свойства растворной смеси и снизить прочность и др. свойства бетона.

Кроме того, степень снижения прочности бетона зависит не только от крупности заполнителя, но еще от его качества и состава бетона. Известно, что замена крупного песка мелким снижает прочность на 5–10 %, при использовании мелкого песка прочность бетона снижается до 25–30 %. Максимальная прочность песчаного бетона при Ц:П = 1:2–1:3 порой из-за плохого уплотнения может также снизиться в 2–3 раза.

Поэтому для мелкозернистых бетонов желательно применять крупные и чистые пески или мелкие обогащать более крупными каменными высевками и гравием.

Можно получать значительные результаты и на мелких песках при использовании химических и минеральных добавок, независимо от крупности используемых песков

Состав мелкозернистого бетона и качество песка определяют эффективность использования цемента в бетоне.

Мелкозернистый бетон имеет повышенные прочности при изгибе, водонепроницаемость и морозостойкость, поэтому его можно использовать для дорожных покрытий в районах, где нет хорошего щебня, для производства труб и гидротехнических сооружений.

Для испытаний готовят образцы – кубы 3 на 3 на 3 см, 5 на 5 на 5 см, 7 на 7 на 7 см, балочки 4 на 4 на 16 см (как при испытании цемента).

Меньшая крупность и повышенная удельная поверхность заполнителя увеличивает водопотребность бетонной смеси на 50–60 л и способствует вовлечению воздуха при вибрации. Песчаные бетоны отличаются повышенными расходами воды, поэтому для снижения количества цемента и воды требуется введение добавок, использование эффективного уплотнения бетонных смесей и крупных песков.

В качестве добавок применяют пластификаторы и суперпластификаторы, органоминеральные добавки, ускорители и замедлители, а также активные минеральные добавки. Хорошее уплотнение цементно-песчаной смеси достигается прессованием, трамбованием, вибрированием с пригрузом, вибровакуумированием, роликовыми уплотнителями. Испытание подвижности мелкозернистого бетона нужно проводить на образцах малого размера.

Подвижность мелкозернистого бетона определяют на встряхивающем столике. Подвижность может зависеть от качества перемешивания, количества и крупности песка, количества цемента, добавок и В/Ц

Для мелкозернистых бетонов характерно повышенное отношение прочности при растяжении и изгибе к прочности на сжатие. При равной прочности на сжатие Rизг для мелкозернистых бетонов на 10–15 % выше, чем у обычных, и может достигать 10–12 МПа .

Особенности структуры сказываются на деформативных свойствах мелкозернистых бетонов. Они имеют модуль упругости на 20–30 % ниже, чем у обычного бетона, более высокие значения усадки и ползучести. Деформативность и ползучесть могут быть значительно снижены за счет повышения жесткости б. с. и применения интенсивного уплотнения.

Разработаны различные технологии получения песчаных бетонов с улучшенными свойствами, включающие: домол цемента с песком, применение вибросмесителей и струйных смесителей, использование методов интенсивного уплотнения – виброштампования, вибропрессования, полусухого прессования, роликового формования и т. д.

Применение в цементно-песчаных бетонах совместно с пластификаторами полимерных добавок ДЭГ, ТЭГ и др. позволяет получать долговечные бетоны с высокой морозостойкостью, водонепроницаемые, стойкие к химическим воздействиям.