Свойства бетона, его износ

Бетон – популярный материал, который широко используется в строительстве. Востребованность объясняется рядом важных характеристик. Он недорогой и доступный. Производится практически в каждом населенном пункте. Срок службы зданий, возведенных из бетона – от 50 лет при соблюдении технологии производства и строительства. Однако такие объекты могут преждевременно разрушаться. Происходит это по разным причинам, поэтому нужно знать свойства бетона и факторы, влияющие на износ, чтобы иметь возможность продлить срок службы строений.

Что это такое

Бетон состоит из цемента, воды и заполнителя. В состав могут добавляться различные компоненты для придания определенных свойств. Например, пластификаторы, ускорители и замедлители затвердевания, армирующие волокна и прочие частицы. Дополнительные элементы нужны, чтобы материал оптимально соответствовал параметрам строительства. Они расширяют возможности бетона, делают его более эффективным для реализации отдельных проектов.

Бетон и его основные свойства

Характеристики определены нормативами профильных ГОСТов. Первый показатель – тип смеси. Обозначается двумя цифрами. Первая указывает на среднюю прочность на сжатие в МПа, которая достигается через 28 суток после заливки. Вторая цифра обозначает минимальный диаметр заполнителя в миллиметрах, находящегося в составе. Чаще всего это щебень. Класс прочности раствора определяет способность выдерживать заявленные нагрузки.

Второй параметр – морозостойкость или способность выдерживать определенное число циклов замораживания и оттаивания без уменьшения массы, объема и прочности. Испытывается материал по ГОСТу на 50 циклах.

Третий параметр – водонепроницаемость. Т.е. стойкость к проникновению жидкости. Для разных классов материалов установлен свой параметр. Чем меньше значение проникновения, тем более бетон водостойкий.

Четвертый параметр – средняя плотность. Согласно показателю материал делится на несколько классов, которые обозначаются буквами, где «G» – наибольшая плотность, «D» – наименьшая плотность. Показатель выражается в кг/куб. м.

Еще одно основное свойство бетона – истираемость. Параметр измеряется в миллиметрах. Допустимая глубина истирания отражается в ГОСТе.

Дополнительные свойства

Наличие и отсутствие дополнительных свойств зависит от раствора. Они имеют разную степень важности с учетом условий использования стройматериала.

Вот некоторые из них:

• Скорость и условия полимеризации – время затвердевания значимо в строительстве, например, если нужна быстрая укладка без потери прочности объекта. Условия застывания заложены в окружающей среде. Это температура, доступ воздуха и другие факторы, которые влияют на скорость полимеризации.
• Усадка – уменьшение объема смеси после затвердевания. Процесс естественный, связан с высыханием материала после ухода воды. Усадка может привести к деформированию постройки, если она неравномерная. Поэтому процесс нуждается в контроле.
• Упругость – способность смеси возвращаться к исходной форме после нагрузок и их снятия. Материал обладает ограниченной упругостью, но может переносить сильные нагрузки без повреждений.
• Ползучесть – способность раствора медленно деформироваться под постоянным воздействием извне. Фактор важный для долговечных сооружений. Сильная ползучесть приводит к нежелательной деформации, появлению трещин и уменьшению прочности постройки.
• Пористость – определяется числом пор в структуре стройматериала. Высокая пористость способствует попаданию влаги и вредных веществ, что снижает прочность конструкции.
• Водопоглощение – способность впитывать жидкость при прямом контакте. Из-за высокого показателя стройматериал быстро разрушается, особенно при частом замораживании и оттаивании.
• Набухание – способность материала увеличивать объем при контакте с водой. Высокое набухание также способствует появлению трещин и потере прочности сооружения.
• Паропроницаемость – способность стройматериала пропускать пары воды через свою структуру. Показатель влияет на свойство раствора удалять лишнюю влагу, пресекать конденсацию и минимизировать риск появления плесени. Контроль паропроницаемости позволит делать барьеры от попадания водяных паров, что увеличит срок службы конструкции.
• Огнестойкость – способность вещества сохранять структуру и свойства в условиях термического воздействия. Материал огнестойкий и может длительное время сопротивляться пламени без серьезных разрушений, а также пресекать распространение пожара.
• Стойкость к коррозии – важный параметр для железобетона, как и прочность. Определяет стойкость арматуры, которая находится внутри стройматериала, к химическим реакциям. Бетон, устойчивый к коррозии, имеет защитный слой, который пресекает проникновение влаги и веществ, провоцирующих коррозию.
• Расслаиваемость смеси – сохранение единой структуры без разделения на слои. При высоком показателе вещества, входящие в состав, равномерно распределяются, что способствует получению качественного раствора.

Для бетона также характерно свойство теплопроводности. Это способность пропускать нагретые потоки воздуха через свою структуру. Высокий показатель приводит к теплопотерям, что снижает энергоэффективность зданий. Контроль показателя важен для их снижения, что особенно актуально зимой.

Износ бетона

Износ – это способность выдерживать истирающее воздействие от различных соединений или конструкций, находящихся в прямом контакте с бетоном. На показатель влияет нескольких факторов, включая надежность поверхности, способность контролировать вес и объем при приложении усилий. От износостойкости прямо зависит срок использования зданий, прочностные характеристики бетона на сжатие, класс и плотность смеси, водопроницаемость и другие свойства.

Факторы, влияющие на износ:

• Марка прочности цемента, как основного компонента бетонной смеси – для достижения максимальной прочности и износостойкости нужно использовать тип цемента, устойчивого к сильным нагрузкам.
• Пропорции компонентов, входящих в состав – важно наличие достаточного объема вяжущих веществ.
• Тип заполнителя – керамзитобетонный блочный материал более износостойкий, чем раствор, изготовленный на щепе арболита.
• Способ заливки – нужно соблюдать технологию, иначе надежность готового сооружения будет не такой высокой. Также необходимо обеспечить правильное уплотнение и сушку основания.
• Ошибки строителей – подготовка некачественного состава из-за отсутствия опыта и неправильное использование смеси.

Кроме этого на показатель износа вещества влияют погодные условия, температура и другие внешние факторы.

Что нужно делать для продления износостойкости

Важно правильно подготовить и залить смесь. Компоненты, входящие в состав и их пропорции выбираются с учетом планируемых нагрузок. Также нужно подготовить поверхность для заливки, добиться максимальной плотности и стабильности грунта. Принятые меры не допустят деформации, смещения фундамента и других возводимых конструкций. Появление трещин практически исключается.

Свойства стройматериала хорошо усиливают специальные компоненты. Например, фибра из стальных волокон небольшой толщины. Она замещает арматуру, укрепляет конструкцию не только в точке монтажа, а по периметру за счет равномерного распределения. Также можно применять быстрозастывающие полимеры. Они проникают в пустоты слоя, который сразу следует за поверхностным и купируют их. Увеличивают гидроизоляционные свойства и износостойкость.

Еще один способ – железнение поверхности. Бетон покрывают смесью на основе цемента, которая хорошо укрепляет поверхностный слой. Железнение увеличивает механические свойства бетона, стойкость к воздействиям извне.

Также важно повышать износостойкость и другие свойства бетонных конструкций, которые уже используются. Например, нужно своевременно заделывать трещины. Если их вовремя не устранить, вскоре появятся широкие щели, заделка которых более сложная и трудоемкая.