Поскольку бетон является сложным по составу материалом, то его качество не может не зависеть от качества его составляющих, в частности от их соотношения, гранулометрического состава заполнителей, а также от соблюдения технологии при его приготовлении и условий твердения, включающих температуру, время и влажность.
Рецептура бетонной смеси не является секретом и представлена во всех справочниках. Важно другое: мар ка цемента должна превышать марку бетона. Если используется портландцемент, то при марке бетона 150 марка цемента должна быть в 2 раза больше, то есть, как минимум, 400 (для других видов цемента – в 3 раза). В качестве заполнителя применяют песок, гравий и щебень, различающиеся зернистостью. Песок может быть мелкозернистым (размер частиц – 0,1–0,25 мм), средне– (0,25–0,5 мм), крупно– (0,5–1 мм) и грубозернистым (2–2,5 мм). Размер частиц гравия составляет 3–10 мм, а щебня – 5–15 мм. В табл. 2 представлены некоторые марки бетонов.
Таблица 2
СООТНОШЕНИЕ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И СВЯЗУЮЩЕГО В НЕКОТОРЫХ МАРКАХ БЕТОНА
Помимо традиционного бетона, широко используются легкие бетоны, в которых в качестве заполнителя выступают доменный шлак, пористая обожженная глина, керамзит, кирпичный бой и пр. К заполнителю предъявляется особое требование: он не должен содержать вредных примесей, в частности гумуса и глины, которые отрицательно сказываются на прочности бетона, снижают его водонепроницаемость, износо– и морозостойкость. Содержание глиняных примесей в заполнителе по нормативам не должно превышать 3 % объема. Например, при повышении их содержания до 6 % объема прочностные характеристики бетона уменьшаются на 10 %, до 16 % примесей – в 2 раза. Конкретно в конструкции наличие примесей обязательно проявится в виде осадочных трещин. Проще всего очистить заполнитель, для этого его надо промыть (рис. 14).
В качестве заполнителя не применяют некоторые минеральные вещества, например гипс, ангидрит и др., поскольку их присутствие в бетоне влечет за собой деформацию в результате кристаллизационного воздействия.
Рис. 14. Промывание гравийного заполнителя: 1 – гравий; 2 – направление водного потока; 3 – сток воды
Качество бетона определяется не столько прочностью заполнителя, сколько формой и размером его частиц, которые в нем должны содержаться в таком процентном соотношении, чтобы при отвердении пустоты, остающиеся между крупной фракцией, были заполнены более мелкой. При этом цемент можно рассматривать как своеобразный клей, который связывает отдельные частицы (кстати, замечено, что угловатые заполнители улучшают качество бетона). Установлено, что объем пустот не должен превышать 37 % в песке, 45 % в гравии, 50 % в щебне. Кроме того, чем меньше пустот в гравии или щебне, тем меньше расход песка, а следовательно, и цемента.
Для проверки пустотности заполнителя прибегают к простому способу: в ведро емкостью 10 л до краев насыпают, не уплотняя, заполнитель и осторожно вливают воду. Объем влитой воды будет соответствовать объему пустоты в ведре.