Вихідні компоненти бетонів
В’яжучі
При виборі в’яжучого враховують призначення бетону, умови його роботи в конструкції, основні його показники (міцність, морозостійкість).
Марку цементу рекомендується вибирати залежно від проектної марки бетону за міцністю на стиск у відношенні 3:1 при низьких марках бетону і 1:1 при високих:
| Марки бетону | |||||||
| Марка цементу | 300..400 | 400..500 | 500..600 |
Наприклад: для М200 (В15)- цемент М300..400.
Чим вища марка цементу, тим менша його витрата.
Наприклад: підвищення марки цементу на 10 МПа дає змогу знизити витрати цементу на 10..15%.
Для гідротехнічного бетону використовують пуцоланові, гідрофобні, шлакопортландцементи, для хімічно-стійких бетонів – рідке скло, для жаро- та вогнестійких бетонів – глиноземисті цементи; для ніздрюватих і силікатних бетонів – вапняко-кремнеземисті в’яжучі, тощо.
Заповнювачі
Заповнювачі займають в структурі бетону до 80% його об’єму. Вони не лише економлять цемент, як найбільш дорогий компонент бетону, але і збільшують щільність структури, а отже і міцність, стійкість бетону до зовнішніх впливів, зменшують деформацію усадки тощо.
Крім найбільш розповсюджених природних заповнювачів із вивержених та щільних осадових гірських порід використовують також відходи промисловості та виготовлені заповнювачі.
До штучно виготовлених легких пористих заповнювачів відносять: керамзит (ρн = 250…800 кг/м3),шунгізіт, термоліт, зольовий гравій, аглопорит, перит (ρ0 = 100…250 кг/м3) спучується в 10…15 разів.
Виготовляють також бетони в яких може бути лише крупний заповнювач або лише дрібний (силікатні, дрібнозернисті, ніздрюваті бетони).
Вода
Найчастіше використовують звичайну питну воду з водневим показником рH = 4..12. Мінералізовані води можна використовувати якщо вміст сульфатів не перевищує 2.7 г/л а всіх солей 5 г/л. Вміст органічних речовин, особливо тих, що містять цукор не повинна перевищувати 10 мг/л. У сумнівних випадках придатність води перевіряється експериментально.
Добавки до бетону
Використовуються для регулювання властивостей бетонної суміші та бетону, а також для економії цементу.
За своєю дією води поділяються на такі групи:
1. Пластифікуючі добавки – вводять для збільшення рухливості бетонної суміші без зменшення міцності. До них відносять суперпластифікатори: дофен, С-3, а також ПАР-ЛСТ, СНВ. Вводять в кількості 0.1…1.2% від маси цементу. Знижує водопотребу на 5..20%.
2. Регулятори кінетики процесів твердіння і тужавлення:
- Прискорювачі твердіння (збільшують міцність бетону у віці 3…7 діб (CaCl2)
- Уповільнювачі тужавлення (цукрова патока, декстрин, ЛСТ)
- Протиморозні добавки (забезпечують твердіння при мінусовій температурі, знижують температуру замерзання води (NaCl)
3. Регулятори пористості (створюють систему замкнутих пор з метою збільшення морозостійкості, водонепроникності тощо). Це пластифікуючі – повіряновигувальні добавки (милонафт, СНВ, СДО) та мікрогазопіноутворювальні (алюмінієва пудра, ГКЖ-94)
4. Активні мінеральні добавки – це гідравлічно активні тонкомелені мінеральні порошки здатні вступати в хімічну реакцію з продуктами гідратації цементу. Вводять для економії цементу в кількості від 5..20% від марки цементу. Це природні породи осадового (діатоміт, опока, трепел), вулканічного (пемза, туф) походження, а також відходи промисловості (золи).
МАКРОСТУРКУТРА БЕТОНУ
Макроструктура бетону представляє собою двокомпонентну систему, яка складається з матриці (цементного каменю або розчину), в яку включено зерна заповнювача.
В залежності від кількості співвідношення матриці і заповнювача розрізняють структури:
І. З бальною цементацією
В такій структурі заповнювач ніби плаває в матриці, його зерна не мають контакту між собою, об’єм матриці перевищує пустотність заповнювача.
ІІ. Порова
Відносний об’єм матриці зменшується, поки зерна заповнювача не можуть контактувати між собою і створювати своєрідний каркас.
ІІІ. Контактна
Пустоти між зернами заповнювача частково заповнені матеріалом матриці (вона вже не матриця) – створюється великопориста структура.
Рис 4.1.Типи макроструктур бетону