Физические свойства бетона

stone-wall-2333830Структура бетона определяется крупностью, гранулометрией, формой зерен и количественным соотношением его компонентов, их взаиморасположением и структурными связями, а также наличием пор и дефектов. Структура бетонов является неоднородной вследствие различных свойств компонентов (щебня, песка, цементного камня). Кроме того, в структуре бетона имеется много дефектов (микротрещин, пор), возникающих в процессе изготовления бетонных изделий. Это является причиной возникновения в бетоне внутренних напряжений с высокой степенью концентрации на границах раздела фаз, что существенно влияет на механические свойства.

Для установления основных закономерностей влияния структуры на свойства бетонов целесообразно выделить следующие ее разновидности: макроструктуру, которая определяется крупной составляющей – щебнем (или гравием) и строительным раствором (смесью песка, цемента и воды); мезоструктуру – которая формируется песком и затвердевшим цементом и микроструктуру — цементным камнем.
Макро- и мезоструктура определяется количеством, крупностью, формой зерен щебня (гравия) и песка. В зависимости от соотношения составляющих, можно выделить базальную, поровую и контактную макро- и мезоструктуру. В бетоне с базальной структурой зерна щебня не образуют взаимных контактов, вследствие чего свойства бетона обусловливаются преимущественно свойствами раствора. Зерна щебня в этом случае не только не увеличивают прочность бетона, но, действуя как концентраторы напряжений, могут снижать ее.

При постепенном насыщении макроструктуры щебнем до состояния взаимного контактирования зерен, образуется поровая структура, при которой образуется компактный щебенистый каркас, способный воспринимать значительные внешние усилия. При дальнейшем увеличении содержания щебня образуется контактная макроструктура, характерная для крупнопористых бетонов. Оптимальной макроструктурой для дорожных цементобетонов является структура, приближающаяся к поровой.

Физические свойства бетона зависят от минералогического состава цементного клинкера, добавок, тонкости помола цемента, количества воды для затворения, условий твердения и пр. Рациональное сочетание указанных факторов позволяет регулировать формирование микроструктуры цементного камня, а следовательно, придавать ему определенные свойства.