СТРУКТУРА БЕТОНА

Структуру бетона рассматривают на 2-х уровнях:

МАКРОСТРУКТУРА – видимая невооруженным взглядом – представляется структурными элементами: затвердевший цементно-песчаный раствор, крупный заполнитель и воздушные поры.

МИКРОСТРУКТУРА – видимая под микроскопом, включает кристаллические частицы новообразований и негидратированных зерен цемента, граница контактной зоны цементного камня с запонителем, микропоры и другие элементы.

Характер макро- и микроструктуры бетона позволяет оценить его прочность и другие свойства.

Бетон является типичным композиционным материалом, поэтому в зависимости от содержания матричного и упрочняющего компонентов, следует различать 3 основных вида макроструктуры:

1. Порфировая– зерна крупного заполнителя свободно удалены друг от друга прослойками цементирующего раствора.

2. Контактная – когда зерна крупного заполнителя контактируют между собой через тонкие прослойки цементирующего вещества.

3. Законтактная – когда часть зерен, ввиду недостатка вяжущего вещества, контактируют без прослойки цементирующего вещества.

Оптимальной считается контактная структура, так как обеспечивает наиболее эффектиное использование вяжущего вещества.

 

ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА
В задачу проектирования и подбора состава бетонной смеси входит выбор необходимых материалов (вяжущего вещества и др. компонентов) и установление их оптимального количественного соотношения. На основе этого получают состав бетонной смеси с заданными технологическими свойствами, обеспечивающей получение экономичного и долговечного бетона, отвечающего проектным и эксплуатационным требованиям при минимально возможном расходе цемента. Следовательно, бетонная смесь запроектированного состава должна обладать нерасслаивоемостью, необходимой удобоукладываемостью, связностью, а бетон, изготовленный из этой смеси – требуемыми свойствами: плотностью, прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью.

Наиболее простой способ проектирования состава бетонной смеси – расчёт по абсолютным объёмам, в основе которого принято, что приготовленная, уложенная и уплотнённая бетонная смесь не должна иметь пустот.

Проектирование состава выполняют с использованием действующих рекомендаций и нормативных документов.

1.Назначают для заданной марки бетона R_б рациональную марку цемента R_ц.

2.Определяют водоцементное отношение В/Ц , для обычного бетона с В/Ц ≥0,4: В/Ц=А·R_ц/(R_б+0,5А·R_ц);где R_ц – марка цемента; R_б – марка бетона; А – коэффициент учитывающий качество используемых компонентов.

3.Назначают ориентировочный расход воды на 1м³ бетонной смеси. Расход воды, необходимый для получения бетонной смеси заданной подвижности, зависит не только от вида и наибольшей крупности заполнителя, но и от формы и шероховатости зёрен.

4.Рассчитывают расход цемента (кг на 1м³ бетона) по найденному отношению В/Ц и принятому ориентировочному расходу воды: ;

5.Вычисляют расход заполнителей исходя из условия, чтобы сумма абсолютных объёмов всех составляющих материалов бетона была равно 1м³ уложенной и уплотнённой бетонной смеси:

Ц, В, П, Кр – расходы цемента, воды, песка, крупного заполнителя на 1м³ смеси, кг.

ρ_ц, ρ_в, ρ_п, ρ_кр – плотность этих материалов, кг/м³;

-их абсолютные объёмы, м³.

Формулы для определения расхода заполнителей (кг на 1м³ бетона):

крупного заполнителя:

r – коэф. раздвижки зёрен крупного заполнителя, принимается ориентировочно (табличные данные)

П_кр – пустотность крупного заполнителя.

Ρ_н.кр – насыпная плотность крупного заполнителя.

мелкого заполнителя (песка):

6.Вычисляют расчётную среднюю плотность бетонной смеси:

и коэффициент выхода бетона:

Коэффициент выхода бетона β должен быть в пределах 0,55…0,75.

Запроектированный состав бетонной смеси уточняют на пробных замесах. На них же проверяют подвижность бетонной смеси. Если подвижность бетонной смеси окажется больше требуемой, то в замес небольшими порциями добавляют воду и цемент, сохраняя при этом постоянным отношение В/Ц до тех пор, пока подвижность бетонной смеси станет равной заданной. Если подвижность окажется больше заданной то в неё добавляют песок и крупный заполнитель (порциями по 5% первоначального количества), сохраняя выбранное отношение В/Ц. По результатам пробных замесов вносят коррективы в запроектированный состав бетонной смеси, учитывая что в производственных условиях используемые песок и крупный заполнитель находятся во влажном состоянии, а крупный заполнитель имеет некоторое водопоглащение, расход (л) требуемой воды на приготовление 1м³ бетонной смеси уточняют по формуле:

В – расход найденной (расчётной) воды, л/м³

П, Кр – расход песка и крупного заполнителя, кг/м³

W_п,W_кр – влажность песка и крупного заполнителя, %.

В_кр – водопоглащение крупного заполнителя, %.