Классификация и свойства цементобетонов

07.06.2016

Для строительства автомобильных дорог I-III категорий, а также взлетно-посадочных полос аэродромов используют цементобетон. Цементобетоном называют композиционный каменный материал, который получают в результате перемешивания, укладки, уплотнения и затвердевания смеси из щебня (или гравия), песка, цемента, воды и специальных добавок при заданном соотношении этих компонентов. Цементобетонной смесью называют смесь перечисленных компонентов до затвердевания. Сухой цементобетонной смесью называют смесь этих же компонентов, но без воды.
В соответствии со стандартом СТБ 1310-2002 «Бетоны. Классификация. Общие технические требования» бетоны классифицируют по ряду признаков, в том числе по средней плотности, назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и др.
По средней плотности (ρс, кг/м3) бетоны разделяют:
- на особо тяжелые - ρс > 2500;
- тяжелые - 2000...2500;
- легкие - 600...2000;
- особо легкие - < 600.
По назначению бетоны разделяют на конструкционные, предназначенные для бетонных и железобетонных конструкций и зданий, и специальные, в числе которых дорожные - для автомобильных дорог.
Дорожные цементобетоны являются разновидностью тяжелых бетонов и применяются для устройства покрытий и оснований дорожной одежды автомобильных дорог.
Основными характеристиками дорожного цементобетона являются прочность, морозостойкость, водопроницаемость и водоноглощение.
Прочностные характеристики бетона зависят от свойств заполнителей и вяжущих материалов, а также от соотношения концентраций воды (В) и цемента (Ц) (его называют водоцементным отношением - В/Ц). На рисунке 5.1 представлена зависимость прочности при сжатии цементобетона от водоцементного отношения. Как видно, эта зависимость носит экстремальный характер, что требует точной дозировки компонентов. При малой величине В/Ц, т.е. при небольшом содержании воды, смесь трудно уплотнить, что сказывается на прочности бетона. С увеличением содержания воды прочность бетона возрастает, достигая максимальных значений при оптимальном водоцементном отношении. При дальнейшем увеличении содержания воды прочность бетона снижается, поскольку избыточная вода ухудшает его структуру.
Классификация и свойства цементобетонов

Прочность бетона характеризуют классом или маркой. Класс представляет собой гарантированную нормированную прочность бетона (в МПа) с обеспеченностью 95 % с учетом однородности бетона, которая характеризуется коэффициентом вариации.
Маркой называют нормируемое значение средней прочности бетона (в кгс/см2 или 10в-1 МПа) без учета его однородности. В таблице 5.1 представлены классы и марки бетона по прочности на сжатие.
Водопоглощение бетона составляет от 3 до 10 мае. % и влияет на его плотность. При увеличении содержания заполнителей оно уменьшается.
Основными вяжущими для дорожного бетона являются непластифицированный и пластифицированный портландцемент, а также гидрофобный портландцемент без минеральных добавок. Для оснований дорожной одежды используют также портландцемент с минеральными добавками и шлако-портландцемент.
Портландцемент - это измельченный порошок обожженного до спекания мергеля (полускального грунта, состоящего из известняка и глины с содержанием глинистых частиц 25-60 %).
Бетонные смеси могут быть готовыми к употреблению и сухими, которые перед укладкой затворяются (т.е. насыщаются) водой. Эти смеси должны соответствовать СТБ 1035-96 «Смеси бетонные. Технические условия», согласно которому к ним предъявляются требования по удобоукладываемости, плотности, жизнеспособности, расслаиваелюсти и др.
Удобоукладываемость смеси оценивают ее подвижностью или жесткостью. Подвижность смеси - это ее способность за определенное время деформироваться под действием собственного веса. Жесткость смеси - это ее способность сопротивляться уплотняющему воздействию вибрации (с частотой 50 Гц и амплитудой 0,5 мм). Удобоукладываемость смеси зависит от содержания воды, типа, концентрации и размеров заполнителя, свойств и содержания вяжущего вещества, температуры смеси и окружающей среды, а также от наличия химических добавок. Удобоукладываемость выбирают в зависимости от способа ее распределения и уплотнения, размеров объекта и степени его армирования. В зависимости от этой характеристики смеси разделяют на жесткие, подвижные, пластичные и литые.
Бетоны, изготовленные с учетом требований упомянутого стандарта, будут иметь заданные прочность, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.
Классификация и свойства цементобетонов

В зависимости от типа дорожного покрытия выбирают проектные классы дорожного бетона по прочности на сжатие, осевое растяжение и растяжение при изгибе. В таблице 5.2 представлены проектные классы дорожного бетона по прочности на сжатие.
Классификация и свойства цементобетонов